软岩巷道岩体力学参数反演方法及工程应用

吴根水^1,2，余伟健^1,3，刘泽^1,2，刘芳芳^1,2，黄钟^1,2

1. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室2. 湖南科技大学资源环境与安全工程学院3. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室

摘 要：为提高地下岩石工程参数的计算效率,采用正交试验方法进行岩体力学参数反演计算,并将弹性模量、黏聚力、内摩擦角和岩体抗拉强度选作试验参数,建立了巷道岩体等效力学参数反演优化模型。以曲江煤矿-850m水平软岩运输大巷为工程背景,在现场监测数据的基础上,用建立好的巷道围岩计算模型进行数值计算与回归分析,准确地建立了巷道围岩位移与岩体力学参数的函数关系。等效岩体力学参数识别结果表明,东大巷1 500m处,原支护情况下的安全系数Fs为0.97,巷道围岩处于不稳定状态,必须进行重新加强支护。最后,针对曲江煤矿-850m水平东运输返修巷道进行了稳定性评价,试验段巷道监测数据表明,东大巷返修后的围岩体力学强度大大提高,安全系数Fs为1.58,巷道围岩处于稳定状态,说明提出的"锚杆、金属网、喷浆、锚索、注浆和底板锚索"修复方案能很好地抑制巷道变形,从而也验证了软岩巷道岩体力学参数反演方法的有效性。

关键词：软岩巷道;岩体力学;参数反演计算;正交试验;稳定性评价;