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1、第64卷第4期有色金屬(礦山部分)2012年7月doi：10．3969·／J．issn．1671。4172．2012．04．014軟弱巖層巷道圍巖控制的數(shù)值模擬分析研究呂志云，夏明強(1．青海省第六地質礦產勘查院，青海格爾木816000；2．青海省第三地質礦產勘查院，西寧810000)摘要：大傾角“三軟”破碎帶內巷道圍巖失穩(wěn)問題是礦山開采所面臨的主要問題之一。以青海某金礦的軟弱圍巖巷道為背景進行有限元模擬，發(fā)現(xiàn)大傾角破碎帶巷道開挖后應力重新分布，且應力變化范圍較大，其中拱腰和低邊墻出現(xiàn)應力集中，發(fā)生拉應力破壞
2、。通過對應力集中區(qū)進行錨桿支護，有效地控制了圍巖變形。關鍵詞：大傾角“三軟”巷道；有限元；圍巖控制；錨桿支護中圖分類號：TD322文獻標識碼：B文章編號：1671—4172(2012)04—0051—03Studyonnumericalsimulationoftheweaksurroundingrockcontrolinthe1anewayLVZhiyun．XIAMingqiang(1．TheSixthInstituteofQinghaiGeologica1MineralProspecting，GeermuQ
3、inghai816000，China；2．TheThirdInstituteofQinghaiGeologicalMineralProspecting，Xining810000，China)Abstract：Thesurroundingrockinstabilityoflargeanglelanewaywiththree-softcrushedzoneisoneofthema—jorproblems．TheweaksurroundinglanewayofonegoldmineinQinghaiissimula
4、tedandanalyzedwithFEM．Itisshownthatthestressdistributionisalteredlargelyandthechangerangeiswide．Thestressconcentrationtakesplaceinlateralwallandcrownanditbelongstopullingstressdestroying．Thezonewithstressconcentrationissup—portedwithanchorbolttOcontrolthede
5、formationofsurroundingrockeffectively．Keywords：largeanglelanewaywiththree-softcrushedzone；finiteelementmethod(FEM)；surroundingrockcontrol：boltsupport青海某金礦礦體下盤破碎帶平均厚度10m以已知微分方程和邊界條件的模型。因此在礦體下盤上，傾角7O。以上。位于下盤破碎帶內的脈外巷道破碎帶內巷道計算模型中采用了三角形二維單元的為大傾角“三軟”巷道，巷道頂板均為破碎泥化
6、帶，圍有限元格式。由彈塑性理論可知，在平面應變問題巖力學性質呈現(xiàn)非線性?；夭上锏雷冃瘟看?、支護中，其平面內任意一點的應力狀態(tài)在y—Z平面內困難。因此本文以上述破碎帶地質條件為模型基可由4個應力分量、、。和r來描述。因此在礎，對巷道支護前后的應力進行對比分析，以解決此計算時只要調整剖面的剖分位置及其方向，使得該類巷道的圍巖控制問題。剖面上有兩個剪應力始終保持為零，就可將復雜的三維問題簡化為二維平面問題來進行計算。因此本1計算模型及分析過程模型計算以平面應變問題處理，沿破碎帶的傾斜方1．1破碎帶物理力學性質試驗向
7、取一剖面，同一巖層視為各向同性體，不同的巖層對破碎帶內的各巖性做了物理力學性質實驗，按不同的材料處理。模型為一高38．1m、寬36．8其詳細參數(shù)見表1。m的長方體，厚度取單位厚度。為了減少計算工作1．2計算模型量，提高計算精度，采用了八結點等參數(shù)單元，每個有限單元法中非線性的三角形單元對復雜邊界單元可算出9個高斯點的應力分量。有較強的適應能力，而且伽遼金法l1]可用于求解根據(jù)該地區(qū)的具體情況，進行有限元數(shù)值分析，建立的坐標系如下：以水平方向向右為X軸正方作者簡介：呂志云(1977一)，男，工程師，采礦工程專業(yè)
8、，主要從事礦向，垂直方向向上為y軸正方向。本模型約束條件山井下開采工作。為：位移約束底邊和一條垂直邊界，在另一垂直邊界有色金屬(礦山部分)第64卷上加應力約束。計算剖面各邊界上的約束情況：在重側壓應力。在應力約束邊界上，有由于巖體自y一0的左邊界上采用y方向零位移約束，在X一0重而產生的側向應力，它是一個分布荷載，呈三角形的下邊界上采用X方向零位移約束。y一368rn的分布在右邊界的面上，荷載值隨深
