开滦矿区深部开采中巷道围岩稳定性研究.pdf

第24卷第11期岩石力学与工程学报Vol.24No.11
2005年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2005

开滦矿区深部开采中巷道围岩稳定性研究

1111，21，21，21，2
姜耀东，刘文岗，赵毅鑫，殷作如，李建民，邓智毅，洪溢清

(1.中国矿业大学(北京校区)力学与建筑工程学院，北京100083；2.开滦矿业集团，河北唐山063000)

摘要：在对开滦矿区赵各庄矿、唐山矿深部开采过程中巷道围岩变形、破坏特征和矿井动力显现观测的基础上，
结合数值模拟研究发现：(1)开滦矿区在千米深开采时水平构造应力远大于自重应力，原岩应力值远大于巷道围岩
强度值，巷道将不可避免地要遭受破坏并表现为大变形强流变和严重底鼓；(2)随着开采深度增大，软弱煤岩层发
生冲击地压的危险性随之增大，通常以煤层的整体突出为特征，其发生机理和高应力状态下硬岩(煤)中的岩爆
有区别；(3)原岩应力状态对巷道围岩的变形破坏有着重要影响，而巷道形状对巷道围岩的破坏形式影响不大。
关键词：岩石力学；深部开采；原岩应力；冲击地压；巷道大变形；巷道底鼓
中图分类号：TD322+.4文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)11–1857–06

STUDYONSURROUNDINGROCKSTABILITYOFDEEPMININGIN
KAILUANMININGGROUP

JIANGYao-dong1，LIUWen-gang1，ZHAOYi-xin1，YINZuo-ru1，2，LIJian-min1，2，
DENGZhi-yi1，2，HONGYi-qing1，2
(1.SchoolofMechanics，ArchitectureandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Beijing100083，China；
2.KailuanMiningGroupCo.，Tangshan063000，China)

Abstract：Basedontheobservationandnumericalsimulationofroadwayfailureindeepmining，itisfoundthat
thehorizontaltectonicstressismuchgreaterthantheoriginalverticalrockstressandthein-situstressisbeyond
thestrengthofrocksurroundingroadwayinKailuanminingarea.Thus，thelargedeformationofroadwayand
catastrophicfloorheavearedeemedtobeinevitable.Withtheincreasingofminingdepth，coalbumpsbecome
moresevereandviolent.TranslatorycoalbumpsarethemaindynamichazardsindeepminingofKailuanmining
group，whichhavedifferentmechanismcomparedtotherockburstshappenedinhardrockunderlarge-scale
in-situstress.Furthermore，itisnoticedthatthefracturezoneofsurroundingroadwayismainlyinfluencedbythe
in-situstress.However，theroadwayshapehaslittleeffectsonthefracturezoneofsurroundingroadway.
Keywords：rockmechanics；deepmining；groundstress；coalbumps；largedeformationofroadway；floorheave

度以每年8～12m的速度增加，可以预计在未来
1引言20a我国很多煤矿将进入到1000～1500m的深
度。如开滦矿区唐山矿目前的开采深度为－960m，
我国的煤炭资源埋深在1000m以下的为2.95赵各庄矿开采水平已达－1100～－1150m。国内外
万亿t，占煤炭资源总量的53%。目前煤矿开采深和开滦矿区的经验都表明，随着采深的增加，地质

收稿日期：2004–02–02；修回日期：2004–04–18
基金项目：国家自然科学基金重大项目(50490272)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412705)；高