摘要
随着煤矿开采强度的增加，易开采的煤炭资源日趋枯竭。为了避免巷道变形问题影响煤矿开采，软弱围岩巷道控制成为急需解决的难题。论文以木孔煤矿+600m运输大巷为工程背景，采用现场调研、室内试验、理论分析、数值模拟及现场工程实践相结合的方法开展研究，分析了软弱围岩巷道变形破坏特征与支护破坏形态，围岩组合体岩石力学特性与失稳机制，巷道变形影响因素与变形机理，提出能有效控制+600m处运输大巷变形破坏的支护优化方案。具体研究内容及成果如下: (1)通过现场调研和实地测量，调取了木孔煤矿地质资料、+600m处运输大巷围岩岩层柱状图及其断面支护形式及支护参数，调查了原支护结构下的巷道围岩变形特征、支护结构破坏情况以及巷道围岩内部裂隙发育情况，总结得出巷道围岩的破坏特征与围岩破碎情况。 (2)针对+600m处运输大巷围岩体进行单轴压缩实验，分析了裂隙长度、宽度以及角度对围岩组合体试件力学参数的影响，研究了组合体试件裂纹扩展及破坏特征，探讨了组合体试件的失稳机制，为巷道支护方案确定奠定了基础，研究结果表明，裂隙长度、宽度的增加，组合体试件的弹性模量、峰值强度以及峰值应变均呈现逐渐减小的变化趋势;随着裂隙倾角的增大，组合体试件的弹性模量、峰值强度以及峰值应变呈现先减小后增大的变化趋势。 (3)分析影响木孔煤矿+600m处运输大巷变形破坏的地质因素以及非地质因素，用FLAC3D模拟软件模拟分析岩层倾角与水平应力对巷道围岩变形特征的影响，将巷道周围岩体划分区域并建立失稳破坏力学模型，分析高帮、低帮以及底板的变形机理。 (4)用FLAC3D模拟软件对原支护方案与三种优化方案进行模拟，通过位移场、应力场以及塑性区对比分析支护效果，选出适合+600m处运输大巷的最优方案并进行工程应用，对支护断面进行为期半年的变形监测，验证并评价支护结果。
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