高应力回采巷道围岩破裂机理及危险性评价 (2012年)
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第
41
卷第
3
期
2012
年
5
月
中国矿业大学学报
Journal
of
China University
of
Mining & Technology
Vo
l.
41
No.3
May
2012
高应力回采巷道围岩破裂机理及危险性评价
王连国
1
，侯化强
l
，孙
建
1
，
2
，李宪伟
1
，王占盛
I
(1.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州
221008;
2.
安徽理工大学能源与安全学院，安徽淮南
23200
1)
摘要:用弹塑性力学中的复变函数方法求解了巷道图岩的应力函数，研究了高应力回采巷道围
岩破裂机理，提出了用危险函数来评价巷道围岩破裂的危险性和确定滑移面分布特征的方法.结
果表明:对一定特定内摩擦角忡。)的巷道围岩，只有当
q/C
二三
4.1156eo.o606
同时，巷道围岩才会出
现破裂区.当
15
。运
ψoζ23
0
时，周岩裂隙向巷道表面及深部两侧方向扩展而形成一定范围的破
裂区;当
23
0
<
机运
60
。时，图岩承载能力升高，围岩裂隙由巷道表面向巷道深部方向扩展.在工
程实践中，此方法有效控制了围岩的变形.
关键词:高应力;回采巷道;破裂机理;危险系数
中固分类号:
TD
353
文献标识码
:A
文章编号
:1000-1964(2012)03-0361-05
Study
of rock
fracture
mechanisms and
risk
assessment
in mining
roadways
located in highly
stressed
rock
W
ANG
Lian-guo
l
,
HOU
Hua-qiang
l
,
SUN
Ji
an
l.
2
,
LI
Xian-wei
l
, W
ANG
Zhan-sheng
l
(1. State
Key
Laboratory For Geomechanics &
Deep
Undergroud Engineering , China University
of
Mining & Technology ,
Xuzhou
, Jiangsu
221008
, China;
2.
School
of
Energy and Safety, Anhui University
of
Science & Technology, Huainan, Anhui
232001
, China)
Abstract:
Plasto-elastic
theory
is
used
to
solve
the
stress
function
in
rock
surrounding
an
under-
ground
roadway.
Fracture
mechanisms
in
highly
stressed
rock
surrounding
a
mine
roadway
are
discussed.
The
risk
of
rupture
in
the
rock
and
the
slip-plane
distribution
are
determined
by
use
of
a
hazard
function.
The
results
show
that
a
fracture
zone
appears
when
q/C
is
greater
than
,
or
equal
to
, 4.
1156eo.o606~o
in
the
rock
at
an
the
internal
friction
angle
伊
O.
Wall
rock
cracking
extends
on
both
sides
,
on
the
surface
and
deep
in
the
rock
,
until
the
fracture
zone
forms
forψo
values
between
15
and
23
degrees.
Cracks
extend
only
deep
into
the
rock
for
ψo
values
between
23
and
60
degrees
because
the
carrying
capacity
of
the
rock
increases.
This
method
leads
to
ef
fective
control
of
rock
deformation
in
engineering
practice.
Key
words:
high
stress;
extraction
roadway;
repture
mechanism;
risk
factors
我国煤矿巷道按照断面形状可分为矩形、梯
形、拱形、圆形等断面巷道.从巷道围岩稳定性角度
考虑以圆形断面巷道最优
[l]
，其次是拱形断面巷
收稿日期:
2011
-
07
_
02
道，梯形与矩形类巷道较差.但从施工复杂程度、成
巷速度及成巷成本角度考虑以矩形巷道最优.矩形
断面巷道具有成巷快、支护便捷、成本低等优点，因
基金项目:国家重点基础研究发展计划
(973)
项目
(2010CB226805)
;国家自然科学基金项目
(50874103);
深部岩土力学与地下工程国
家重点实验室开放基金项目
(SKLGDUEK0905
)
作者简介:王连国
0964-)
，男，山东省聊城市人，教授，博士生导师，工学博士，从事岩石力学、矿山工程力学及岩土工程交叉学科方面
的研究.
E-mail.
Lgwang@cumt.
edu.
cn
Tel.
0516-83885205
通讯作者:侯化强
0987-)
，男，山东省济宁市人.
E-mail.
houhuaqiang_cumt@126.
com
Tel.
15162115684
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