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積水采空區(qū)下淋水頂板巷道失穩(wěn)機理研究
關(guān)鍵詞：積水采空區(qū) 淋水頂板 失穩(wěn)機理 礦物成分 微觀結(jié)構(gòu)
摘要：為研究黑龍礦積水采空區(qū)下淋水頂板巷道失穩(wěn)機理,以黑龍礦2104工作面運輸巷為研究背景,通過現(xiàn)場實測、礦物成分與水質(zhì)分析、圍巖崩解和力學(xué)特性測試,以及FLAC 3D數(shù)值模擬等研究方法,對2104運輸巷淋水頂板巷道失穩(wěn)特征與機理展開研究。研究結(jié)果表明:積水采空區(qū)下淋水頂板巷道失穩(wěn)受多重因素影響:①2104工作面運輸巷頂板是黏土礦物發(fā)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(jié)構(gòu)發(fā)生改變,橫向與縱向裂隙大量增加,巖體泥化和弱化現(xiàn)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(nèi)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(jìn)期間巷道受采掘擾動影響,導(dǎo)致應(yīng)力集中,塑性區(qū)破壞范圍增大21.4%~90.0%,巷道變形量增加16.6%~65.6%,巷道穩(wěn)定性差;④回采期間巷道頂板受反復(fù)浸水和風(fēng)化作用,圍巖裂隙發(fā)育,巷道失穩(wěn)加劇。
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