断面形状对巷道围岩稳定性影响数值模拟分析

在煤矿巷道支护工序实施和施工应用中,一教认为有效提高支护质量的关键问题是支护方式的选择及支护参数的确定．而对巷道断面形状产生的影响考虑不足。通过现场实践调研得知,巷道断面形状对巷道围岩稳定性有比较大的影响．进而影响支护质量。采用FLAC5．0数值模拟软件,选取六种不同断面形状在相同条件下进行模拟比较,通过对模拟结果的分析研究不同断面形状对巷道围岩稳定性的影响。     

断面形状对巷道围岩稳定性影响的数值模拟分析

利用数值计算方法,研究了断面形状对巷道围岩稳定性的影响。结果表明:断面形状对巷道围岩的稳定性有较大影响。圆弧拱巷道围岩稳定性要远大于矩形巷道。采用矢跨比为0.2的圆弧拱巷道代替矩形巷道,可显著改善巷道围岩应力状况,减小巷道围岩变形量,减少围岩塑性屈服区域,加强巷道围岩的稳定性。     

矿山压力对分层巷道影响的分析及应用

通过红梁井田分层巷道所受矿山压力的分析，对分层回采巷道布置进行探讨，提出合理的巷道布置方法，从而为煤矿巷道稳定控制和安全管理提供指导。     

构造应力对马蹄形巷道稳定性的影响及支护设计

根据马蹄形巷道受力后产生的变形特征,利用复变函数对马蹄形巷道进行弹塑性分析,研究构造应力的大小与方向对马蹄形巷道稳定性的影响,并针对马蹄形巷道稳定性问题,提出锚杆、锚索和混凝土喷层的联合支护方式。结果表明:构造应力大小及方向对马蹄形巷道的稳定性存在一定的影响,其中构造应力大小显著影响马蹄形巷道变形状态,沿最大水平主应力方向布置可改善巷道的稳定性;联合支护后的马蹄形巷道的变形位移量约为支护前的1/4,具有良好的支护效果。     

瓦斯爆炸对巷道壁面损伤破坏的数值模拟研究

为了研究巷道内瓦斯爆炸冲击波对巷道壁面结构的损伤破坏,利用ANSYS/LS-DYNA建立巷道瓦斯爆炸物理模型和数学模型,对掘进巷道瓦斯爆炸冲击波破坏特性进行数值模拟研究。结果表明:在巷道壁面边缘位置和中心位置超压测值较大,其壁面损伤相对更为严重;冲击波在巷道轴向壁面也会出现反射和叠加,导致整体超压峰值上下振荡波动;瓦斯爆炸后冲击波向开口方向传播,瓦斯区壁面受到的载荷最大,并逐渐向空气区加载扩散;随着爆炸冲击波能量衰减,而应力持续加载在壁面结构,压力集中对壁面结构施加静态破坏,最后超过其承受能力,导致巷道失稳破坏。研究结果可为优化巷道结构的设计提供理论参考。     

软弱夹层倾角对巷道围岩稳定性的影响

为研究软弱夹层的倾角对巷道围岩稳定性的影响,通过相似原理配制了含不同倾角软弱夹层的物理模型,利用模具对其施加位移边界条件,试验机对其施加垂直载荷,模拟地应力,对物理模型进行模拟开挖。结果表明:含不同倾角软弱夹层的巷道顶部均出现应力集中,呈现塑性变形并最终局部出现冒顶现象。巷道围岩的稳定性和软弱夹层的倾角有一定的关系,软弱夹层的角度越大,夹层和主岩体的结构面越容易发生滑移,整个巷道围岩的稳定性越差。可见软弱夹层的倾角严重影响巷道围岩的稳定性。     

热害矿井中喷射混凝土支护对风流温升的影响

主要研究巷道由于采用喷射混凝土支护而使巷道表面凹凸不平,从而导致巷道的散热面积增加,进而影响风流温升的相互之间关系,本文做了对巷道有理论根据的简化,并形成巷道模型,在此基础上进行理论分析,最终得出在热害矿井中喷射混凝土支护是否可继续被采用。     

巷道底板上锚杆布置形式对预防底鼓效果的模拟研究

本文采用三个边界元模型对巷道底板上锚杆的不同布置形式对防治底鼓的效果进行了模拟研究。根据研究结果,提出采用在巷道底板上分期安装锚杆的方法,可有效地防治巷道底鼓。本文对巷道底鼓产生机理和防治措施的研究结果,具有一定的理论价值和应用参考价值。     

含软弱夹层对巷道围岩承载结构的影响分析

为研究软弱夹层对巷道围岩承载结构和稳定性的影响,采用相似材料模拟和理论分析相结合的方法,通过三种不同方案对比分析了不同支承结构下含软弱夹层巷道围岩受力与变形情况,揭示了含软弱夹层巷道围岩稳定控制机理,并通过现场实测进行验证。结果表明:①巷道顶板和帮部破坏程度明显大于肩部;②采用方案三联合支护能够有效提高巷道围岩应力和承载力;③联合支护方案能够使软弱夹层与上、下硬岩层之间协同耦合承载,减少巷道围岩变形。     

纵向风条件下障碍物对矿井巷道火灾烟气流动的影响

为了研究障碍物对矿井巷道火灾烟气流动的影响,采用火灾模拟软件FDS考察了离火源不同位置的障碍物对巷道火灾烟气流动和温度场的影响。结果表明:与空旷巷道相比,有障碍物存在的巷道烟气逆流的距离增加,障碍物位于火源上游离火源的距离越近,烟气逆流的距离越远;障碍物处于火源上游,热烟气会在障碍物与火源之间聚集,随着障碍物与火源之间距离增加,热烟气沉积的距离随之增加;有障碍物存在的巷道,高温区分布在火源与障碍物之间,巷道顶棚处烟气的温度高于空旷巷道。     

煤巷围岩松动变形对边掘边抽的影响分析

随着煤巷掘进工作面的向前推进,破坏了原始煤体的稳定性,煤层巷道两侧的煤壁在一定范围内形成一个松动变形圈,在此变形圈内煤岩体将向巷道空间移动。根据数值模拟计算和现场观察与测试,发现随着巷道沿煤层向前掘进,掘进头以及巷道两帮煤体的应力变化影响圈或松动变形特征呈“U”字形状。在“U”字形松动变形范围内,煤层透气性系数增加数十倍。现场考察了松软厚煤层巷道周围煤岩体位移及松动变形对边掘进巷道边抽放瓦斯效果和影响抽放瓦斯效果的因素,对边掘边抽布置方式和封孔工艺的改进具有一定的指导意义。     

围岩不同模量特性对巷道应力和变形的影响研究

矿山巷道围岩具有典型的拉压不同模量属性,在目前巷道围岩应力分析中,往往因忽略该性质而导致误差,甚至给工程带来安全隐患.针对这一问题,编写了不同模量有限元程序,给出巷道围岩二次应力场和位移场随着不同模量系数α的变化规律,并与经典弹性理论的计算结果相比较,得出了不同模量系数α的影响范围,为巷道支护设计提供了新的理论依据.     

浅析应力集中对巷道周围应力分布的影响

本文简要地分析了应力集中对巷道周围应力分布的影响,进而说明了巷道“冒顶”、“地鼓”及侧边岩体破碎产生的力学原因。     

自适应抗差卡尔曼滤波对井下定位NLOS时延抑制方法的研究

针对矿井巷道NLOS(Non Line Of Sight)时延影响矿井TOA(Time Of Arrival)定位精度的问题,通过分析巷道NLOS时延形成方式,将巷道NLOS时延分为随机和固定两类,结合两类巷道NLSO时延的特性,提出了一种基于自适应抗差卡尔曼滤波的巷道NLOS时延抑制方法。对于巷道随机NLOS时延,通过在经典卡尔曼滤波算法的基础上引入了自适应抗差概念,使系统在线性滤波的基础上增加了对随机脉冲误差的抑制能力;对于巷道固定NLOS时延,通过在巷道NLOS误差模型的基础上,构建巷道中信号传播距离与传播环境间的函数模型,并结合几何定位算法完成系统对固有误差的有效抑制。实验结果显示,包含有巷道NLOS时延的原始定位数据,误差在2. 1～8. 1 m之间,平均误差为3. 7 m;原始数据经自适应抗差卡尔曼滤波算法处理后,误差在1. 9～3. 6 m之间,平均误差为2. 5 m,定位曲线与实际移动曲线基本保持平行;再经参数拟合和几何算法处理,误差在0～1. 0 m之间波动,误差平均值为0. 27 m,且所提方法较原始定位数据,平均定位误差减小了3. 43 m.从而表明,所提方法对巷道NLOS时延具有较明显的抑制作用,能够提高TOA井下人员定位系统的精确度。     

顶板裂隙水对锚索支护巷道稳定性的影响研究

巷道顶板岩层裂隙水对岩石具有软化、泥化和膨胀变形作用,影响巷道围岩的稳定性.本文采用快速拉格朗日元程序计算分析了岩层裂隙水软化岩石和降低锚杆/锚索锚固力对巷道稳定性的影响.研究得出对砂质泥岩顶板在未受采动影响,且含水率小于1%时裂隙水对围岩稳定性影响不大.图5,表5,参7.     

埋深对巷道围岩稳定性影响研究

根据南山煤矿2号煤的地质力学条件,通过围岩稳定性分类给出锚固参数。应用数值模拟和工程实践等方法,系统研究了埋深对巷道塑性区、应力分布及位移分布的影响规律。研究结果表明,围岩稳定性分析时应该考虑巷道的埋深效应。研究结果有利于了解巷道围岩内部应力与位移的发展规律,为选择巷道锚固方案和优化锚固设计参数提供了依据,可为类似条件矿井的支护提供理论依据与应用性指导。     

工作面跨上下山、水平大巷开采布置可行性分析

-400m水平大巷东五采区附近段、东九采区通风下山、-550回风石门中下段、一号皮带下山、一号轨道下山等巷道采用留上下山、水平大巷保护煤柱的开采方式,随着采掘活动的不断进行使得上下山、水平大巷出现顶板下沉、底鼓、两帮位移量大等巷道变形问题,对巷道的使用造成严重的影响。为保证巷道的正常使用,我矿对这些巷道进行了多次修复或重新补打巷道,使巷道的维护费用大大的增加,也增加了煤炭生产成本。     

构造裂隙对巷道稳定性影响的评价方法

地下岩石工程中，构造裂隙分布状况与发育程度对巷道的稳定性影响很大。结合潞安矿区3个矿井的构造理解隙实测结果，提出裂隙因素巷道稳定性的评价方法，为裂隙岩体巷道稳定性的定量化评价奠定了基础。     

基于应变硬(软)化模型的深埋巷道开挖对邻近巷道的影响

为研究深埋工程开挖过程中围岩的硬(软)化现象,文章基于弹塑性理论,引入硬(软)化参数,建立了岩石的应变硬(软)化模型,对深埋巷道开挖对邻近巷道的影响问题进行数值模拟。研究表明:获取的岩石强度演化特征,能够反映岩石类材料的主要性质;巷道在高水平应力条件的潜在破坏区主要分布在两侧墙、底板两侧及拱顶;巷道内各位置应力值和变形量随着邻近巷道开挖的变化规律与工程实际相符。研究结果对认识岩石强度演化规律具有一定的指导意义,可为实际工程中巷道的支护设计和监测点的布置提供参考。     

巷道断面形状对围岩稳定性的影响数值分析

为探讨巷道断面形状对围岩稳定性的影响,本文结合丁集煤矿实际情况,采用FLAC软件对矩形、直墙半圆拱、圆形三种断面形状与围岩塑性区、应力场分布之间的关系进行了模拟。结果表明:不同形状巷道围岩塑性区几乎一致;矩形巷道顶部出现了较大的拉应力顶部采用拱形后拉应力区显著减小。