直墙半圆拱形巷道变形破坏影响因素分析

通过对巷道变形破坏特征进行分析,选取侧压系数λ、围岩垂直压力p、岩体的黏聚力C、岩体的内摩擦角φ、岩体的单轴抗拉强度σ_t等5个主控因素,经过正交试验设计,研究它们对直墙半圆拱形巷道的变形破坏影响程度。试验结果表明:对直墙半圆拱形巷道围岩塑性区体积的影响大小为内摩擦角侧压系数垂直应力黏聚力抗拉强度;对直墙半圆拱形巷道综合变形量影响大小为抗拉强度内摩擦角侧压系数黏聚力垂直应力。     

沿底留顶煤回采巷道断面形状优化数值模拟研究

以某矿沿底留顶煤回采巷道为研究对象,采用理论分析和FLAC2D数值模拟为主要方法,分析了矩形、直墙半圆形和圆形3种断面形状对巷道围岩塑性区发育特征、应力分布特征和围岩变形特征的影响。直墙半圆拱形断面与圆形断面比较而言,围岩塑性区发育范围、应力分布特征和变形特征降低程度减小;针对沿底留顶煤回采巷道而言,直墙半圆拱形断面是较优断面形式。     

红一煤矿半煤岩巷围岩控制技术优化研究

为保证红一煤矿半煤岩巷道围岩的稳定及煤矿安全开采,以红一煤矿运回联巷为工程背景,运用钻孔探测及数值模拟的方法,研究了试验段巷道顶板内部裂隙发育规律,并对比分析矩形断面和直墙半圆拱形巷道围岩塑性区及位移分布特征。研究结果表明:试验段巷道围岩锚固体承载结构相对较弱,直墙半圆拱形断面受力优于矩形断面,且直墙半圆拱形断面巷道变形小于矩形断面巷道变形。现场实测验证了以上观点。     

围岩力学参数对巷道变形与破坏影响的正交数值模拟试验研究

选取内摩擦角、黏聚力、泊松比、抗拉强度和弹性模量5个因素,采用正交数值模拟试验方法,研究了围岩力学参数对巷道变形与破坏的影响。试验结果表明:对巷道表征变形量影响大小次序依次为黏聚力抗拉强度弹性模量内摩擦角泊松比;对围岩塑性区体积影响大小次序依次为黏聚力内摩擦角弹性模量泊松比抗拉强度。该试验结果较好地反映了理论分析结果,表明该方法不失为研究巷道变形与破坏的一种有效方法。     

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性影响的模拟研究

为研究巷道断面对巷道围岩稳定性的影响,以常村煤矿11204工作面为研究对象,采用数值模拟的手段对不同的巷道断面尺寸进行围岩塑性区、应力场和巷道围岩变形量的影响分析,由数值模拟结果可知,巷道断面尺寸变化对巷道围岩稳定性影响较大,随着巷道断面的不断增大,巷道围岩的塑性区范围逐步增加,巷道两帮与底板是直墙半圆拱形巷道支护承载薄弱的环节须加强支护。     

非均匀应力场圆形巷道塑性区研究

为了研究巷道开挖后巷道围岩的塑性区分布规律,首先分析巷道围岩的应力分布特征,在计算出围岩应力分布规律基础上,依据摩尔库伦强度准则推导出圆形巷道围岩的弹塑性区。通过理论计算得出侧向应力、地应力、黏聚力、内摩擦角参数变化时巷道围岩的塑性区范围,从而总结出巷道围岩塑性区的演化规律,结果表明,侧压力系数λ对圆形巷道围岩的塑性区有很大影响,当λ=1时,巷道围岩塑性区为圆形;当λ<1时,塑性区在两帮较大,顶部小;当λ>1时,塑性区在两帮较小,顶部大,且角部塑性区发展迅速;随着地应力的增加,塑性区的范围也随之增大;随黏聚力增大塑性区范围减小;随着内摩擦角φ的增大塑性区范围随之减小,但影响较小。     

非均匀应力场圆形巷道塑性区研究

为了研究巷道开挖后巷道围岩的塑性区分布规律,首先分析巷道围岩的应力分布特征,在计算出围岩应力分布规律基础上,依据摩尔库伦强度准则推导出圆形巷道围岩的弹塑性区。通过理论计算得出侧向应力、地应力、黏聚力、内摩擦角参数变化时巷道围岩的塑性区范围,从而总结出巷道围岩塑性区的演化规律,结果表明,侧压力系数λ对圆形巷道围岩的塑性区有很大影响,当λ=1时,巷道围岩塑性区为圆形;当λ1时,塑性区在两帮较大,顶部小;当λ1时,塑性区在两帮较小,顶部大,且角部塑性区发展迅速;随着地应力的增加,塑性区的范围也随之增大;随黏聚力增大塑性区范围减小;随着内摩擦角φ的增大塑性区范围随之减小,但影响较小。     

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性的数值模拟研究

为研究巷道断面对巷道围岩稳定性的影响,通过对4.8 m×3.5 m,7 m×5 m,9 m×6.5 m,11 m×8.2 m的巷道断面尺寸采用数值模拟的手段,分析不同的巷道断面尺寸对围岩塑性区、应力场和巷道围岩变形量的影响。数值模拟结果可知:巷道断面尺寸变化对巷道围岩稳定性影响较大,随着巷道断面的不断增大,巷道围岩的塑性区范围逐步增加。巷道两帮与底板是直墙半圆拱形巷道支护承载薄弱的环节须加强支护。     

综采工作面回采巷道断面形状优化设计探讨

针对目前西铭矿48710工作面矩形巷道变形大、难以维护等问题,结合具体条件,采取UDEC模拟分析了矩形巷道、圆形巷道、直墙半圆拱形巷道的破坏特征、受力情况及围岩变形量,得到了直墙半圆拱形巷道断面为最优断面,并采取了锚杆+锚索+金属网+钢筋梯子梁联合支护进行了数值模拟,为类似条件工作面的巷道断面选取提供参考。     

基于ABAQUS数值模拟的采区巷道断面形状优化研究

 选取矩形、梯形、直墙半圆拱形、圆弧拱形、三心拱形、直墙半圆加反拱形6种常用采区巷道断面形状进行数值模拟分析,研究不同巷道断面形状开挖后位移分布,分析表明直墙半圆拱形巷道变形量最小,且加设反拱后对于减少底臌量效果明显。选取矩形和直墙半圆拱形断面作为代表断面,分析不同埋深H及侧压力系数λ对采区巷道变形特征、围岩应力影响。在此类围岩条件下,当采区巷道埋深小于400 m、侧压力系数小于1.6时,矩形巷道和直墙半圆拱形巷道围岩变形量差距较小,此时可以选择矩形巷道断面以满足经济性要求。