大断面六边形巷道周边应力分布及其支架设计 |
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引用本文: | 任智敏,吕梦蛟,王神虎,王禹,张广太.大断面六边形巷道周边应力分布及其支架设计[J].采矿与岩层控制工程学报,2023(6):28-42. |
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作者姓名: | 任智敏 吕梦蛟 王神虎 王禹 张广太 |
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作者单位: | 1. 山西工程职业学院采矿工程系;2. 山西潞安矿业(集团)有限责任公司左权五里堠煤业有限公司 |
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基金项目: | 山西省高校科技创新基金资助项目(2019L1013); |
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摘 要: | 针对大采高回采巷道易失稳的问题,从巷道断面形态与围岩稳定的关系出发,提出一种改善围岩应力分布的大断面六边形巷道。以五里堠矿3号煤层地质开采条件为工程背景,利用弹性力学复变函数理论,对比分析了4种六边形巷道周边应力分布规律。研究结果表明:高宽比0.8、帮倾角60°的六边形巷道(工况1)周边应力分布最均匀、应力集中程度最小;使围岩塑性区最小的帮倾角为60°,工况1为最优断面;集中应力随采深和侧压系数的增加而增大;振速越大,动应力集中越明显,动-静应力叠加会显著加剧巷道冲击失稳风险。基于上述分析,设计了适用于六边形巷道力学特征的金属支架,且通过强度校验证明了支架设计满足工程要求。
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关 键 词: | 六边形巷道 帮倾角 应力分布 静-动荷载 支架设计 |
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