Estudio sobre las características de deformación y fallo de las rocas circundantes y las medidas de apoyo en caminos de presión dinámica en minería profunda

Resumen Las masas de roca profundas han estado durante mucho tiempo en un entorno geomecánico complejo caracterizado por "alta tensión de terreno, alta presión de agua subterránea, alta temperatura y perturbación intensa", lo que complica sus características estructurales y comportamientos mecánicos. El camino a −850 m en la mina de carbón Qujiang está dispuesto longitudinalmente bajo la cara de trabajo 805 y los pilares de carbón. Afectado por las actividades mineras de la cara de trabajo superior y la presión excéntrica de los pilares de carbón, el camino presenta varias características de deformación y fallo. En este estudio, se realizaron investigaciones de campo, monitoreo de tensiones de pernos y cables, y monitoreo de deformaciones de rocas circundantes para analizar los patrones de deformación y fallo del camino de presión dinámica inducida por la minería. Además, se utilizó el software numérico FLAC3D para verificar y analizar las medidas de apoyo propuestas. Los resultados muestran que: (1) A través de métodos como el monitoreo de fuerzas axiales de pernos y cables y el monitoreo de deformación de rocas circundantes, se encuentra que el camino de presión dinámica inducida por la minería a −850 m tiene características de fallo zonal obvias, que se dividen en la zona de deformación continua (alta presión) posterior y la zona de deformación perturbada (presión dinámica) anterior. (2) En la zona de deformación perturbada (presión dinámica) anterior, los fallos ocurren principalmente en el techo del camino, mayormente en forma de fallo por corte deslizante. En la zona de deformación continua (alta presión) posterior, los fallos se concentran principalmente en el suelo y los pies del arco: el suelo es propenso a la deformación y fallo por extrusión plástica, mientras que los pies del arco sufren principalmente de fallos por corte de punzonado y pliegues hacia adentro. (3) Basado en los patrones de fallo de diferentes zonas en el camino a −850 m, se propone que se aplique la tecnología de soporte combinada "triple ancla" en la zona de deformación continua (alta presión) posterior, y se adopte el concepto de soporte que combina resistencia y ceder en la zona de deformación perturbada (presión dinámica) anterior. (4) Se llevó a cabo una simulación numérica con FLAC3D, y los datos de simulación fueron consistentes con los datos medidos en campo de refuerzo, confirmando la racionalidad y efectividad de las medidas de apoyo zonal propuestas. Los resultados de la investigación proporcionan una referencia para el control de deformación de rocas circundantes de caminos de presión dinámica inducida por minería profunda en el futuro.