積水采空區下淋水頂板巷道失穩機理研究
關鍵詞：積水采空區 淋水頂板 失穩機理 礦物成分 微觀結構
摘要：為研究黑龍礦積水采空區下淋水頂板巷道失穩機理,以黑龍礦2104工作面運輸巷為研究背景,通過現場實測、礦物成分與水質分析、圍巖崩解和力學特性測試,以及FLAC 3D數值模擬等研究方法,對2104運輸巷淋水頂板巷道失穩特征與機理展開研究。研究結果表明:積水采空區下淋水頂板巷道失穩受多重因素影響:①2104工作面運輸巷頂板是黏土礦物發育的軟巖,其中膨脹性軟巖高嶺石占巖石總成分的23.2%~32.2%,圍巖強度較低;②由于偏酸性礦井水與頂板巖體礦物成分相互作用,頂板巖體礦物組分和微觀結構發生改變,橫向與縱向裂隙大量增加,巖體泥化和弱化現象明顯,圍巖的單軸抗壓強度下降35%~38%,抗拉強度下降24.5%~53.7%,黏聚力下降24.1%~44.7%,內摩擦角減小7.9%~12.3%,彈性模量下降19.6%~43.4%,泊松比增加10.0%~16.7%;③掘進期間巷道受采掘擾動影響,導致應力集中,塑性區破壞范圍增大21.4%~90.0%,巷道變形量增加16.6%~65.6%,巷道穩定性差;④回采期間巷道頂板受反復浸水和風化作用,圍巖裂隙發育,巷道失穩加劇。
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