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表面支护与围岩加固对大巷塑性区发育的影响研究
随着矿山开采深度的增加，地压问题变得越来越严重，尤其是在大巷等高地下工程中，地压系数和围岩压力都会明显升高，引起围岩的塑性变形。大巷塑性区的发展及其影响，直接影响着矿山生产的安全和效益。因此，本文将探讨表面支护与围岩加固对大巷塑性区发育的影响。
一、大巷塑性区的形成原因
大巷塑性区是指地下工程中，由于围岩受到地压作用而产生的一种塑性形变区域。它是由于围岩在地下工程中受到了静力压力的作用，使其强度逐渐降低并发生塑性变形的无法承受更大的地压之后所形成的。因此，其形成原因可以分为两类：
1.大巷本身结构的原因
大巷的宽度、高度、墙体倾角和洞口位置等决定了地下压力与大巷稳定性的关系，它也是形成塑性区的因素之一。对于巷道结构的确定，必须充分考虑地面和地下水的压力，尽量减小地面和地下水对巷道的影响，以建立充分的抵制压力的结构。
2.工程开采引起的原因
在矿山的开采工程中，矿床的剥离和支撑的破坏均会导致大巷围岩的变形。因此，地面开采工程实际上会使巷道面临更复杂的受力情况，尤其是在地质条件差的地方，如含水层和岩石脆性大等区域。
二、表面支护对大巷塑性区发育的影响
1.支护稳定作用
表面支护措施是大巷稳定性的重要保障之一。它不仅能够提高风险的抵抗能力，还可以提高矿山的稳定性。特别是对于深度大巷，支护措施的重要性更加彰显。
通过表面支护，可以为巷道提供当地的支撑和强度。然而，在选择支撑措施时，必须考虑适应不同的地质环境和工程布局，同时选择采用更加强劲而有效的材料和技术。
2.减小巷道面积
通过表面支护，可以减小大巷的截面积，使其受到的地压作用减小。同时，支护还可以针对不同的地质条件进行不同的设计，以达到更好的稳定效果。
3.改善巷道工作环境
表面支护还可以改善大巷工作环境，通过减少塑性区和应力集中区的存在，有效地减小了巷道的塌方和地震风险。
三、围岩加固对大巷塑性区发育的影响
1.增加围岩强度
加固措施是改善巷道围岩的重要方法之一。通过加固围岩，可以提高其稳定性和抵抗地压变形的能力。这种方法可以使用注浆、强化钢筋和锚杆等技术，目的是增加围岩的自承重能力和稳定性。
2.减小应力集中区
加固围岩同时还能减小应力集中区的存在，提高巷道围岩的整体强度和稳定性。通过在巷道围岩加固后，可以有效地减小塑性区域大小，从而减小地压作用引起的变形和损伤。
3.提高矿山生产效益
通过加固围岩，可以显著提高矿山生产效益。特别是在开采矿床时，可以加固巷道围岩以增加矿山开采的有效区域。
四、结论
巷道塑性区域的形成是粘性围岩强度变化的一个动态过程，形成巷道塑性区有许多因素。此外，支护措施和围岩加固等技术可以有效地减少巷道塑性区的大小、减少塑性变形，提高巷道的稳定性和工作环境，提高矿山的开采效益。因此，在巷道建设中，应遵循合理的设计原则和合理的技术选择，使巷道具有良好的稳定性和适应性。