深井回采巷道围岩力学特征及锚杆支护参数优化设计研究.docx

深井回采巷道围岩力学特征及锚杆支护参数优化设计研究
深井回采巷道围岩力学特征及锚杆支护参数优化设计研究
摘要：本文研究了深井回采巷道围岩的力学特征及锚杆支护参数优化设计。通过钻孔取芯、室内试验以及现场观测等方法，对巷道围岩的力学性质进行了测试，并结合工程实例分析了围岩受力特点及存在的问题。在此基础上，考虑围岩破坏机理，选择了适合的锚杆型号和支护参数，进行了支护方案的优化设计，提高了巷道的稳定性和安全性。
关键词：深井；回采巷道；围岩力学特征；锚杆支护；参数优化设计
1.引言
随着矿山深度的逐渐加深和井工程规模的不断扩大，深井回采巷道的稳定性问题日益引起人们的关注。尤其是在困难地质条件下，围岩的稳定性问题更加突出。而锚杆支护是一种较为有效的支护方式，其作用主要是通过锚杆的固结作用和锚杆与岩体的摩擦作用来增加围岩的抗拉强度和刚度，提高巷道的稳定性。
本文以某深井回采巷道为研究对象，利用实测数据和室内试验，对巷道围岩的力学特征进行了分析，以找出巷道围岩的受力规律和存在的问题。通过分析围岩的破坏机理，选用了适合的锚杆支护型号和参数，进行了支护方案的优化设计，以提高巷道的稳定性和安全性。
2.研究方法
2.1钻孔取芯
本研究采取了钻孔取芯的方法，对巷道围岩进行了室内试验。首先，在围岩采样点周围进行了现场勘测和测试，分析了围岩的构造特征、张力、应力和劈裂度等参数。然后，对围岩进行钻孔取芯，获取样品，接着在室内对样品进行了力学试验，测试了其抗拉、抗压和弹性模量等力学参数。
2.2现场观测
该井采用观测井、监测管和地震仪等措施，对深井回采巷道进行了连续的滑动面探测和变形监测，及时发现巷道变形和滑坡等风险。
3.研究结果与分析
3.1围岩力学特征
在钻孔取芯和室内试验的基础上，得出了巷道围岩的力学特征。结果表明，围岩具有较好的抗压强度、较好的弹性模量和较高的劈裂度。但在巷道开挖过程中，由于围岩的破坏，围岩中存在一定的裂缝、节理和破碎带等不稳定因素。
3.2围岩破坏机理
巷道围岩的破坏机理是巷道周围围岩应力的破坏和变形。由于巷道强烈的应力集中作用、围岩松散和裂隙等不稳定因素，造成了围岩的破坏和变形，出现了较多的失稳现象。因此，在支护设计中，必须考虑围岩的破坏机理，采取合理的支护措施。
3.3支护参数优化设计
本研究选用了明加力锚杆锚固技术进行围岩支护，应用FLAC3D有限元软件模拟研究了锚杆支护后巷道的力学响应。在优化设计中，主要考虑了围岩稳定性、支护效果、工程安全和经济性等因素，采用了合理的锚杆型号和参数，优化设计了支护方案，提高了巷道的稳定性和安全性。
4.结论及建议
通过本研究，得出了深井回采巷道围岩的力学特征和破坏机理。在此基础上，选择合适的锚杆支护型号和参数，进行了支护方案的优化设计，提高了巷道的稳定性和安全性。但是，本研究并未全面考虑所有因素和情况，如在矿山开采过程中，巷道支护过程中应严格执行国家相关安全规定，还需要对支护方案进行进一步优化和改进。因此，建议在后续研究中，应继续加强现场监测和理论分析，制定科学合理的支护方案，提高巷道的稳定性和安全性。