摘要： 為探究巷道不同開挖角度下地應力的分布演化規(guī)律，本文以某煤礦回風巷為背景，采用理論分析、現(xiàn)場實測與FLAC3D數(shù)值模擬相結合的手段探究巷道不同角度開挖條件下地應力分布演化規(guī)律。研究結果表明，最大水平應力對巷道的影響主要與巷道的夾角大小有一定關系。
　　Abstract： In order to explore the distribution and evolution rule of crustal stress under different excavation angles， based on the background of a coal mine"s return roadway， the evolution law of crustal stress under different excavation conditions is explored by means of theoretical analysis， field measurement and FLAC3D numerical simulation. The results show that the influence of the maximum horizontal stress on the roadway is mainly related to the angle of the roadway.
　　關鍵詞： 垂直應力；最大水平應力；數(shù)值模擬；演化規(guī)律
　　Key words： vertical stress；maximum horizontal stress；numerical simulation；evolution law
　　中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）14-0153-03

0 引言

　　隨著社會對煤炭一次性資源的需求不斷增大，煤礦開采的深度呈遞增趨勢，深部礦井的開采勢必會造成巷道應力的增加[1]，影響巷道的支護方式和圍巖穩(wěn)定性，有突出危險性的煤、巖巷更要應著重考慮圍巖應力的增大對突出的影響[2]。因此，開展巷道地應力實測及分布變化演化規(guī)律研究，對選擇巷道支護設計、選擇具有重要意義[3]。本論文結合某礦回風巷實際地質(zhì)地貌進行了地應力測試。

1 工程概況

　　該礦隸屬于冀中能源集團，根據(jù)該礦現(xiàn)有開拓水平的采掘和地質(zhì)條件，決定在回風巷2#鉆場附近運用應力解除法進行地應力測量工作，編號分別為TY-1和TY-2。TY-1測點位于回風巷內(nèi)，北距2#鉆場50m，在巷道左幫開孔。地應力傳感器安裝在頂板粉砂巖內(nèi)，鉆孔以仰角18°，方位角110°施工，導孔的直徑為113mm，鉆進長度為10.80m，地應力傳感器安裝孔直徑38mm，長度為0.47m，應力傳感器安裝深度11.05m。TY-2測點位于回風巷2#鉆場內(nèi)，在巷道左幫2#鉆場內(nèi)開孔。地應力傳感器安裝在頂板粉砂巖內(nèi)，鉆孔以仰角19°，方位角115°施工，導孔的直徑為113mm，鉆進長度為11.10m，地應力傳感器安裝孔直徑38mm，長度為0.47m，應力傳感器安裝深度11.35m。

2 地應力測量結果及分析

　　2.1 TY-1地應力測量結果
　　TY-1測點應力解除曲線圖顯示，應力計的12個應變片工作正常，因此可通過應變片的多種不同組合來相互驗證計算結果，從而可獲得最可靠的測量結果。應力解除過程中，取芯鉆桿每前進2cm采集一次，每孔采集20～25次。從應變變化曲線判斷各個應變片（每個通道代表一個應變片）的工作情況。應變片工作正常時最終各條曲線都將趨于平穩(wěn)，可作為計算地應力的數(shù)據(jù)。進行套心應力解除后，對取出的巖心在實驗室進行巖石力學測試，測試巖石的彈性模量和泊松比參數(shù)，并結合應力解除數(shù)據(jù)計算地應力結果見表1。
　　2.2 TY-2地應力測量結果
　　TY-2測點應力解除曲線圖可以看出，在應力解除初期，應變片未受應力解除影響，其應變值未有變化。當應力解除達到30cm后，巖體應力受巖心筒擾動影響，開始發(fā)生應力釋放，當應力解除達到45cm后，巖體應力基本結束，各應變片應變值未有劇烈變化發(fā)生。
　　在應力解除過程中，7#和10#應變片與由于其他原因出現(xiàn)數(shù)據(jù)采集不連續(xù)、沒有數(shù)據(jù)等現(xiàn)象，故計算時將其兩組數(shù)據(jù)舍去。進行套心應力解除后，對取出的巖心在實驗室進行巖石力學測試，測試巖石的彈性模量和泊松比參數(shù)，并結合應力解除數(shù)據(jù)計算地應力結果。計算結果見表2。

3 Flac3D數(shù)值模擬

　　3.1 模型建立
　　根據(jù)回風巷煤巖層柱狀圖，建立掘進工作面的三維計算模型，模型范圍長×寬×高為30m×50m×41.2m，共44950個單元網(wǎng)格，48960個節(jié)點。在模型垂直方向上，煤層及其直接頂、老頂、直接底、老底等巖層均按實際厚度進行模擬，根據(jù)煤層頂?shù)装宓膰鷰r力學特征分析，為減小模型邊界效應的影響，模型高度取41.2m[4]。力學模型如圖3所示。
　　3.2 數(shù)值模擬結果分析
　　針對地應力與巷道不同角度下圍巖垂直應力場及地應力與巷道不同角度下圍巖水平應力場進行對比研究分析如圖4。

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