矩形巷道围岩塑性区宽度研究

以极限平衡理论为基础,运用Zienkiewicz-Pande准则推导出矩形巷道围岩塑性区宽度的解析解。通过实例进行计算,利用单因素分析法分别分析了影响塑性区宽度变化的4个主要因素,得出其变化规律,并且将Zienkiewicz-Pande准则解与Mohr-Coulomb准则解和DruckerPrager系列准则解进行了对比。     

浅谈巷道围岩塑性区半径计算

通过对Morh-Coulomb和Drucker-Prager两个屈服准则在不同的影响因素下比较巷道围岩的塑性区半径,最终得到两种屈服准则的不同特点以及在工程设计中应用情况。     

考虑工程扰动和地质条件的巷帮极限平衡区分析

基于Hoek-Brown和Mohr-Coulomb强度准则,建立了与工程扰动程度D、岩体地质强度指标GSI相关的非线性岩体强度参数(内摩擦角、黏聚力)表达式,分析了参数D,GSI对内摩擦角和黏聚力的影响变化规律。以巷帮煤岩体处于完整与破碎两种极端条件为例,基于提出的非线性M-C准则,建立了与参数D,GSI有关的巷帮滑移面正应力和极限平衡区宽度方程式,并研究参数D,GSI对极限平衡区的影响。结果表明:参数D越小、GSI越大时,内摩擦角与黏聚力越大,说明岩体完整性越好,非线性岩体强度参数值越大;巷帮滑移面正应力随参数D的增大而减小,随参数GSI的增大而增大;极限平衡区宽度随参数D的增大而增大,随参数GSI的增大而减小。最后,通过工程实例分析,验证了研究成果的合理性。     

考虑剪胀角对煤壁内塑性破坏区宽度的确定

根据非关联流动法则和Drucker-Pranger屈服准则,考虑剪胀角对煤壁内塑性破坏区宽度的影响,理论推导出煤壁内塑性破坏区的应力分布的解析式和塑性破坏区宽度的计算公式。并采用单因素分析法,与Mohr-Coulomb准则导出结果进行比较,探讨影响塑性破坏区宽度的相关因素。结果表明:剪胀角对煤壁内塑性破坏区的宽度具有一定的影响,而且在相同情况下考虑剪胀角计算出解比根据Mohr-Coulomb准则计算出的解大。因此,适当的考虑剪胀角可以确保工程实践的安全性。     

煤与瓦斯突出塑性区宽度的计算与分析

煤与瓦斯突出不仅与地应力、瓦斯压力、煤岩体强度有关,而且还和卸压区范围有关。卸压区越薄,集中应力区越接近工作面,卸压区煤体被冲破造成突出的可能性就越大。根据煤岩与其顶底板岩层接触类型不同,把煤岩体塑性区的求解分为柔弱端约束和固端约束两类,并运用不同的煤岩体破坏准则对这两种类型煤岩体卸压区宽度与塑性区宽度进行理论计算,得到相应的理论计算公式。煤矿企业可以根据实际情况,理论计算煤岩体塑性区宽度,从而确定安全宽度,以预防煤与瓦斯突出事故的发生。     

基于Mogi-Coulomb准则的圆形巷道围岩塑性区分析

基于Mogi-Coulomb强度准则推导了两向非等压下的圆形巷道塑性区隐式边界方程,分析了岩石内聚力、内摩擦角、中间主应力对塑性区的影响.研究表明:内聚力与内摩擦角均不改变塑性区的形态仅对塑性区的大小有影响,随着内聚力的增大,塑性区的半径逐渐减小,且随着内聚力的增大,塑性区半径减小的速度增加;内摩擦角与塑性区半径变化趋...     

条带开采煤柱塑性区宽度的数值模拟与计算

利用FLAC3D数值模拟分析不同开采条件下条带煤柱塑性区的宽度情况,并通过线性回归的方法,得出塑性区宽度与采深、采高二者的关系公式,该公式的比例系数为0.005 71,大于A.H.威尔逊公式的比例系数0.004 92,公式适用于采出率小于50%的情况;在考虑采出率的情况下,通过二元线性回归的方法总结出了煤柱塑性区宽度与采深、采高及采出率三者之间的关系公式,该公式计算结果与模拟结果更相近,可供进行条带开采煤柱设计时参考.     

大采高综采煤层塑性区计算分析

在大采高综采工作面中,塑性区宽度的确定是采取安全措施的理论依据。以某矿4.2 m厚煤层开采为现场研究条件,通过现场实测及理论分析,系统地研究了大采高综采煤体变形、破坏问题,准确地计算出煤体破坏塑性区的范围。     

煤巷煤体破裂区厚度的一种计算方法

通过对煤巷两帮煤体受力特点的分析研究,从理论上导出煤体破裂区厚度的计算公式,分析了相关因素对煤体破裂区厚度的影响,与实测破裂区厚度比较,相对误差为10％左右,结果表明,减小巷道高度,增大煤体与岩层接触面的摩擦角是减小煤体破裂区厚度的有效途径。     

基于瓦斯涌出量的煤巷瓦斯排放带宽度研究

煤巷瓦斯排放带宽度是指导瓦斯防治、瓦斯含量直接法测定煤样采取深度等的重要数据。利用现有煤壁瓦斯涌出物理、数学模型研究了煤巷瓦斯排放带宽度及排放规律;推导出煤巷充分排放时瓦斯排放带宽度计算公式,并研究了煤巷瓦斯排放带宽度随时间的变化规律,通过现场实测考察验证了理论的正确性。     

水平应力不均衡系数对矩形巷道围岩塑性区扩展的影响

为分析水平应力不均衡系数对矩形巷道围岩塑性区扩展的影响,采用FLAC3D软件对矩形巷道不同水平应力不均衡系数条件下的塑性区分布进行模拟研究。假设理想化的地质采矿力学环境,建立4组水平应力不均衡系数数值模型,分析水平应力不均衡系数对矩形巷道塑性区的影响。结果表明,水平应力不均衡系数为1.0、2.0时,塑性区呈圆形,水平应力不均衡系数为2.5时呈矩形,水平应力不均衡系数为1.5时,顶角和底角处几乎没有发生塑性破坏;水平应力不均衡系数为1.0、1.5、2.0和2.5时的破坏范围都是闭合曲线。随水平应力不均衡系数增大,顶板和底板的围岩塑性区扩展速度是先减小再增大,而两帮的围岩塑性区扩展范围是先保持不变,到深部时突然增大。     

强风化带回采巷道临界宽度研究

：处于强风化带的回采巷道具有围岩风化裂隙增多、强度减弱、矿压显现强烈等特征，如果仍采用普通围岩的巷道设计宽度进行掘进，容易形成巷道局部冒顶、围岩变形大、支护困难等工程问题．为了有效控制和维护巷道围岩，对影响巷道临界宽度的主要因素进行详细分析，认为自然地质因素、掘进与回采技术、支护因素是影响巷道临界宽度的主要因素；应用极限平衡理论、弹塑性理论，结合目前煤矿锚杆支护技术确定强风化带回采巷道的临界宽度；并以东庞矿为工程实例来合理确定强风化带回采巷道的临界宽度．图1，表2，参9．     

采空侧大变形巷道下护巷煤柱宽度优化

为解决深井采空侧巷道围岩变形量大导致的支护难题,运用室内实验,数值模拟和现场实测的方法,以常村煤矿为研究对象,研究了不同宽度护巷煤柱下采空侧巷道围岩变形破坏特征以及侧向支承压力的分布、演化规律。结果表明:当煤柱宽度达到30 m时,巷道围岩已具有相当的稳定性。     

矩形煤巷稳定性分析及支护对策研究

综采工作面上下两巷围岩的稳定直接影响着工作面的产量.本文以段王煤矿090509皮带巷为工程背景,对巷道围岩的破坏原因进行分析,依据强帮固顶的原则,提出采用锚网索联合支护方案对巷道进行支护,并进行工程实践.实践结果表明:采用锚网索联合支护技术之后,巷道两帮围岩最大变形为97 mm,顶底板围岩最大变形68 mm,巷道围岩的...     

特厚煤层大巷保护煤柱宽度数值模拟研究

保护煤柱宽度的留设是煤矿安全经济开采的重要影响因素。通过UDEC数值模拟分析安家岭二号井工矿B902综放工作面的合理停采线位置,即在保证回撤通道稳定的前提下,既能保证辅运大巷不受破坏,又能使煤炭资源损失最小的煤柱宽度。     

数值模拟确定沿空掘巷合理煤柱宽度

运用数值模拟的方法,采用FLAC3D程序对窄煤柱沿空巷道围岩的应力场和位移场进行了计算,确定合理的煤柱的宽度,并根据掘进与回采期间的实测结果分析,选择5m煤柱作为窄煤柱护巷能够保证巷道使用安全,为窄煤柱沿空巷道合理煤柱的留设提供一定的参考。