魏晓刚 杨柳川 刘会丽 魏亚强 黄道顺 李广慧 呼志凯 秦赛 高赫

摘要：为深入研究地震动力荷载作用下煤矿巷道与围岩结构破坏坍塌机理，得到煤矿巷道与围岩结构的失稳破坏机制，基于有限元数值软件ANSYS/LS-DYNA分析了El Centro地震波作用下煤矿巷道与围岩结构的失稳演化过程，重点探讨了截面形式、地层地应力及埋置深度等因素对煤矿巷道及围岩结构动力响应的影响，研究发现：圆形截面形成煤矿巷道的抗震性能相对较好，明显强于拱形及矩形截面形成的巷道;埋置深度越深，煤矿巷道及围岩结构协同变形能力越差、越易发生动力失稳现象;随着深度的增加，截面形式对煤矿巷道及围岩结构动力稳定性的影响逐渐弱化。煤矿巷道的顶板、帮部及腰部等围岩位置属于薄弱部位，易发生拉裂破坏现象，应采取合理有效的锚固防护措施来保证煤矿巷道及围岩结构的动力稳定性。

关键词：动力失稳;围岩介质;地震动;煤矿巷道;数值模拟

中图分类号：P315.9   文献标识码：A   文章编号：1000-0666（2021）02-0233-09

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由于地下煤炭的掠夺式开采，我国矿山城市产生了大量的遗留煤矿空洞区，严重限制了矿山城市的绿色可持续发展。我国近80%的矿山城市位于7度抗震设防烈度区（何满潮，钱七虎，2010;魏晓刚等，2016），但现行的建筑抗震设计规范能否直接用于煤矿地下巷道结构尚不得而知。如何保证煤矿巷道结构及上覆围岩的地震冲击动力稳定性，是实现矿山安全城市建设不可回避的重要问题（何满潮，钱七虎，2010;魏晓刚等，2016）。……