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Numerical analysis of deformation and failure characteristics of deep roadway surrounding rock under static-dynamic coupling stress 被引量:24
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作者 WU Xing-yu JIANG Li-shuai +3 位作者 XU Xing-gang GUO Tao ZHANG Pei-peng HUANG Wan-peng 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第2期543-555,共13页
In actual production,deep coal mine roadways are often under typical static-dynamic coupling stress(SDCS)conditions with high ground stress and strong dynamic disturbances.With the increasing number of disasters and a... In actual production,deep coal mine roadways are often under typical static-dynamic coupling stress(SDCS)conditions with high ground stress and strong dynamic disturbances.With the increasing number of disasters and accidents induced by SDCS conditions,the safe and efficient production of coal mines is seriously threatened.Therefore,it is of great practical significance to study the deformation and failure characteristics of the roadway surrounding rock under SDCS.In this paper,the effects of different in-situ stress fields and dynamic load conditions on the surrounding rock are studied by numerical simulations,and the deformation and failure characteristics are obtained.According to the simulation results,the horizontal stress,vertical stress and dynamic disturbance have a positive correlation with the plastic failure of the surrounding rock.Among these factors,the influence of the dynamic disturbance is the most substantial.Under the same stress conditions,the extents of deformation and plastic failure of the roof and ribs are always greater than those of the floor.The effect of horizontal stresses on the roadway deformation is more notable than that of vertical stresses.The results indicate that for the roadway under high-stress conditions,the in-situ stress test must be strengthened first.After determining the magnitude of the in-situ stress,the location of the roadway should be reasonably arranged in the design to optimize the mining sequence.For roadways that are strongly disturbed by dynamic loads,rock supports(rebar/cable bolts,steel set etc.)that are capable of maintaining their effectiveness without failure after certain dynamic loads are required.The results of this study contribute to understanding the characteristics of the roadway deformation and failure under SDCS,and can be used to provide a basis for the support design and optimization under similar geological and geotechnical circumstances. 展开更多
关键词 static-dynamic coupling stress(SDCS) deep roadway surrounding rock stability numerical simulation roadway deformation plastic failure of surrounding rock
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Stress distribution and surrounding rock control of mining near to the overlying coal pillar in the working face 被引量:8
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作者 Rui Gao Bin Yu Xiangbin Meng 《International Journal of Mining Science and Technology》 SCIE EI CSCD 2019年第6期881-887,共7页
The occurrence of overlying coal pillar(OCP)exerts a strong effect on the stress and strain distribution of the surrounding rock in the stope.In this paper,the stress distribution characteristics are analyzed via the ... The occurrence of overlying coal pillar(OCP)exerts a strong effect on the stress and strain distribution of the surrounding rock in the stope.In this paper,the stress distribution characteristics are analyzed via the numerical calculation with the account of OCP presence or absence.In addition,this study revealed the joint effect of side pressure relief area of the goaf and stress concentration in OCP on the final stress distribution.Furthermore,the rules of abutment stress distribution affected by three influencing factors,namely horizontal-vertical distances between OCP and working face and buried depth of OCP,are analyzed.The functional model linking the peak stress of surrounding rock with the above influencing factors is developed.The field application of the above results proved that the rib spalling and deformation of a 2.95 m-high and 5.66 m-wide roadway could be efficiently controlled by rationally adjusting working states of the support,and adopting the hydraulic prop coordinated with the p type metal beam and anchor cable to strengthen the surrounding rock of working face and roadway,respectively.The proposed measures are considered appropriate to satisfy the safe operation requirements. 展开更多
关键词 Overlying COAL pillar(OCP) stress distribution Influencing factors surrounding ROCK control
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Stress distribution rule of roadway affected by overhead mining in gently inclined coal seams group 被引量:5
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作者 KANG Qin-rong1, 2, TANG Jian-xin1, 2, HU Hai1, 2, ZHANG Wei-zhong1, 3 1. College of Resource and Environmental Sciences, Chongqing University, Chongqing 400030, China 2. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400030, China 3. School of Safety Science and Administration, Zhongnan University of Economics and Law, Wuhan 430074, China 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2011年第S3期529-535,共7页
In light of the severe deformation and destruction of the district raise tunnel in the mining area at the northern part of the Lubanshan colliery, by the theoretic analysis and numerical simulation, both the mining st... In light of the severe deformation and destruction of the district raise tunnel in the mining area at the northern part of the Lubanshan colliery, by the theoretic analysis and numerical simulation, both the mining stress distribution in seams group and the deformation and destruction mechanism of floor district raise were investigated. The results show that, at the maximum vertical distance of 40 m, the abutment stress has an influence on the recovery of 2# and 3# coal seam and 8# coal seam at distance of 30 m. As a result, the recovery of 8# is rather than those of 2# or 3# coal seam, which contributes to the deformation and destruction of the district raise surrounding rock. The major factors affecting the abutment stress include the mining depth, mining height, residual gob space, adjacent working faces and short spacing coal seam recovery. 展开更多
关键词 coal seams group stress distribution district RAISE surrounding rock deformation and DESTRUCTION ABUTMENT stress
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Characteristics of stress distribution in floor strata and control of roadway stability under coal pillars 被引量:9
4
作者 Tongqiang Xiao Bai Jianbiao +1 位作者 Xu Lei Zhang Xuebin 《Mining Science and Technology》 EI CAS 2011年第2期243-247,共5页
Given the difficulties encountered in roadway support under coal pillars,we studied the characteristics of stress distribution and their effect on roadway stability,using theoretical analysis and numerical simulation.... Given the difficulties encountered in roadway support under coal pillars,we studied the characteristics of stress distribution and their effect on roadway stability,using theoretical analysis and numerical simulation.The results show that,under a coal pillar,vertical stress in a floor stratum increases while horizontal stress decreases.We conclude that the increased difference between vertical and horizontal stress is an important reason for deformation of the surrounding rock and failures of roadways under coal pillars.Based on this,we propose control technologies of the surrounding rock of a roadway under a coal pillar,such as high strength and high pre-stressed bolt support,cable reinforcement support single hydraulic prop with beam support and reinforcement by grouting of the surrounding rock,which have been successfully applied in a stability control project of a roadway under a coal pillar. 展开更多
关键词 Close-distance seams Coal pillar stress distribution Roadway layout surrounding rock control
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多因素影响下巷道围岩稳定性分析及优化设计研究
5
作者 刘洪涛 周光东 +4 位作者 韩子俊 韩洲 罗紫龙 程文聪 乔钟槿 《矿业科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期504-518,共15页
针对深部煤层巷道矿压显现剧烈且巷道变形难以控制的问题,基于Kastner公式对巷道高宽比、侧压系数、埋深、断面形状、围岩强度5种影响巷道围岩稳定性的因素展开正交数值模拟实验,通过方差和直观分析图法研究了各因素对巷道变形破坏的敏... 针对深部煤层巷道矿压显现剧烈且巷道变形难以控制的问题,基于Kastner公式对巷道高宽比、侧压系数、埋深、断面形状、围岩强度5种影响巷道围岩稳定性的因素展开正交数值模拟实验,通过方差和直观分析图法研究了各因素对巷道变形破坏的敏感性。采用平面弹性复变函数理论分析了不同侧压系数与巷道高宽比下椭圆和矩形巷道围岩的应力分布规律,对椭圆形和矩形巷道宽高比和形状进行了优化设计。研究结果表明:围岩强度与侧压系数是影响巷道围岩稳定性的主要因素,埋深、断面形状、巷道高宽比为次要因素;椭圆形巷道在等轴应力比下围岩应力差值最小;矩形巷道宽度为5 m、高宽比为0.6左右时,应力集中程度较小;针对矩形巷道应力快速增高区,在考虑承压特性和断面利用率的基础上设计了圆角矩形优化巷道,确立了圆角半径的计算公式,通过数值模拟验证了其良好的性能。 展开更多
关键词 正交数值模拟试验 围岩控制 围岩应力分布 巷道高宽比 围岩强度
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既有隧道不同扩挖宽度下锚杆参数的优化
6
作者 杨俊 程浩 +2 位作者 谢支钢 丁雪菲 梁勇 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期220-228,共9页
以黄山洞隧道工程为依托,通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟,分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律,并改变锚杆的长度和锚杆间距,分析在不同锚杆长度下围岩有效应... 以黄山洞隧道工程为依托,通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟,分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律,并改变锚杆的长度和锚杆间距,分析在不同锚杆长度下围岩有效应力、衬砌应力以及锚杆应力的变化规律,确定了不同扩挖宽度下最优的锚杆长度和锚杆间距.研究结果表明:随着扩挖宽度的增加,围岩有效应力由大至小依次为拱脚处压应力、拱腰处压应力、拱顶处压应力和仰拱处拉应力;拱顶处压应力随扩挖宽度的增大而减小,拱腰处压应力随扩挖宽度的增大而增大,但增大趋势不明显;受单侧扩挖方式的影响,扩挖侧的应力大于非扩挖侧;拱脚处受到应力集中的影响,其压应力随着扩挖宽度的增大而增大;扩挖宽度为1.5~2.5 m时的最优锚杆长度和间距分别为2.5 m和1.7 m,扩挖宽度为3.5~4.5 m时二者分别为3.0 m和1.2 m. 展开更多
关键词 隧道单侧扩挖 锚杆支护 围岩应力 围岩位移 数值分析
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节理发育区巷道锚杆支护参数优化研究
7
作者 吕靖烨 王美君 李晟 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第5期220-225,共6页
在节理发育区的地下硐室和巷道开挖过程中,锚杆支护会对巷道围岩应力分布有显著影响。为研究锚杆对巷道围岩主应力状态的影响,采用FLAC3D软件对锚杆支护下的巷道围岩稳定性进行了模拟研究。基于HYPERWORKS软件开发了一种分析应力重分布... 在节理发育区的地下硐室和巷道开挖过程中,锚杆支护会对巷道围岩应力分布有显著影响。为研究锚杆对巷道围岩主应力状态的影响,采用FLAC3D软件对锚杆支护下的巷道围岩稳定性进行了模拟研究。基于HYPERWORKS软件开发了一种分析应力重分布结果的处理方法,以克服在应力分布图中难以直接观察锚杆支护影响的问题。结果表明:锚杆支护作用能提高最小主应力,围岩承载性能明显增加;对于在硐室顶板、底板和四周侧墙安装的3种支护形式,最大主应力增量分别为3.61、6.28、6.88 MPa;锚杆预应力、长度和数量均会对围岩应力重分布造成影响。根据数值模拟结果对巷道锚杆支护参数进行了优化,优化后的锚杆预应力、长度和数量分别为60 kN、2.0 m和5根,优化后的锚杆支护设计能够有效提高巷道围岩稳定性。 展开更多
关键词 巷道围岩 数值模拟 应力重分布 参数优化 锚杆支护
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千米深井沿空巷道合理煤柱宽度与支护技术研究 被引量:2
8
作者 李路恒 杨新安 +1 位作者 谢文兵 马明杰 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期219-229,250,共12页
针对千米深井沿空巷道围岩大变形难题,以朱集西矿11502工作面运输巷为工程背景,分析了沿空巷道变形失稳原因与特点,通过理论分析和数值模拟确定了煤柱合理宽度,并结合现场试验研究了巷道围岩控制技术。结果表明:随煤柱宽度增加,掘进期... 针对千米深井沿空巷道围岩大变形难题,以朱集西矿11502工作面运输巷为工程背景,分析了沿空巷道变形失稳原因与特点,通过理论分析和数值模拟确定了煤柱合理宽度,并结合现场试验研究了巷道围岩控制技术。结果表明:随煤柱宽度增加,掘进期间煤柱中部稳定承载区范围逐渐增大,回采期间巷道顶板下沉及实体煤帮移进量减小,底鼓量逐渐增大,综合考虑得出,8 m煤柱宽度可以保证锚杆可靠锚固;提高锚杆初次预紧力矩并进行二次预紧,能充分发挥锚杆支护性能,超张拉措施则可以使锚索快速实现高阻支护;伞状弹片结构可以提高锚杆锚固可靠性,锚索锚具防滑移自锁装置则能有效降低锚具滑移和破断钢绞线弹射可能性;井下试验表明,合理的煤柱宽度配合高强锚杆索高预应力支护,能有效控制沿空巷道围岩变形,保证巷道正常服务能力。 展开更多
关键词 高地应力 沿空掘巷 围岩稳定性 高预应力 数值模拟
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岩体变形及二次应力下矿体开采效应研究 被引量:1
9
作者 向欣欣 张耀平 雷大星 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第1期87-96,共10页
为了解围岩在变形及二次应力下矿体开采效应的影响,本文选取-410 m中段采用现场试验与数值模拟相结合的方法对崩落法采矿进行矿体效应研究。结果表明:围岩应力发生震荡变化,在矿体上下盘围岩附近存在应力明显降低区域,下盘大于上盘,顶... 为了解围岩在变形及二次应力下矿体开采效应的影响,本文选取-410 m中段采用现场试验与数值模拟相结合的方法对崩落法采矿进行矿体效应研究。结果表明:围岩应力发生震荡变化,在矿体上下盘围岩附近存在应力明显降低区域,下盘大于上盘,顶板最大主应力达0.44 MPa,局部呈现应力集中,且应力集中部位呈现类似水平零散分布的现象。同时开采边界呈现裂隙发育的状态。水平矿体有轻微下沉趋势,且在该中段的水平巷道边界和顶板裂隙附近易出现断层破碎带。竖直方向变形明显,且倾斜部位呈椭圆分布,最大下沉位移值达8.00 mm,最大上升方向变形值为3.03 mm,交界线附近易受到应力挤压现象。该研究对及时准确地掌握岩体变形规律和矿山安全信息使矿山安全有效合理地进行开采具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 围岩变形 应力集中 现场试验 数值模拟 开采效应
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基于钢锥冲击的煤层卸压方法研究 被引量:1
10
作者 任智敏 吕梦蛟 +2 位作者 王飞 王禹 张广太 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期37-47,共11页
针对煤矿冲击地压引起的采掘安全问题,以山西晋中左权五里堠煤矿3号煤层开采地质条件为工程背景,提出一种基于钢锥冲击煤层的卸压方法。根据通电线圈间产生电磁互感斥力原理,获得磁力驱动绕线钢锥撞击煤层的冲击力函数式,并结合弹性力... 针对煤矿冲击地压引起的采掘安全问题,以山西晋中左权五里堠煤矿3号煤层开采地质条件为工程背景,提出一种基于钢锥冲击煤层的卸压方法。根据通电线圈间产生电磁互感斥力原理,获得磁力驱动绕线钢锥撞击煤层的冲击力函数式,并结合弹性力学理论,分析冲击力作用下煤体应力场分布特征、裂隙类型、破裂范围及程度。结果表明:(1)冲击力与交流电电压及线圈级数呈正相关关系,与交流电频率及每米线圈匝数呈负相关关系。其中,电压是调控冲击力的最主要因素,综合考虑认为电压取660 V为宜。(2)计算显示钢锥长度与直径仅需1 cm和1.28 cm,与之匹配的2级加速线圈总长为2 cm,可实现冲击装置的微型化,便于在钻孔内灵活布置。(3)冲击力使钻孔横截面围岩出现集中系数为4.0~16.7的叶状极高应力区,其延伸长度为5倍钻孔半径,区内发育张拉裂隙;叶状区之外为集中系数1.7~3.3的高应力区,发育压剪裂隙,其范围可达50倍钻孔半径,据此得到卸压钻孔间距为2.5 m。(4)按卸压段长度,每孔内设置2个间距2 m的冲击装置,冲击力使钻孔纵截面围岩呈现针状极高应力区,相邻针状区间分布椭圆形压剪裂隙区,两者一起贯通2 m厚煤层,实现有效破煤卸压。研究成果为探索基于磁力钢锥冲击的煤层卸压技术奠定初步理论基础。 展开更多
关键词 冲击地压 互感斥力 钢锥 冲击力 钻孔围岩 应力场分布 煤层卸压 晋中左权 五里堠煤矿
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厚硬石灰岩顶板工作面顺槽支护优化研究
11
作者 张灵杰 康天合 +2 位作者 刘云飞 张更鑫 汪家畅 《煤炭技术》 CAS 2024年第1期30-33,共4页
为解决厚硬石灰岩顶板回采巷道原支护方案存在支护不当、成本过高且受采动影响时两帮围岩变形量大的问题,以山西灵石华苑煤业9103轨道顺槽为研究对象,通过现场监测并结合回采巷道煤与岩石的物理力学参数,采用工程类比法对原支护方案进... 为解决厚硬石灰岩顶板回采巷道原支护方案存在支护不当、成本过高且受采动影响时两帮围岩变形量大的问题,以山西灵石华苑煤业9103轨道顺槽为研究对象,通过现场监测并结合回采巷道煤与岩石的物理力学参数,采用工程类比法对原支护方案进行优化。运用FLAC3D数值模拟软件对优化前后巷道在掘巷期间及在受相邻工作面和本工作面采动影响后的支护效果进行对比分析,证明其优化方案的可行性。研究结果表明:优化方案在巷道掘巷完成后的顶板变形量较原方案增大2.6%,两帮变形量减小13.1%;优化支护方案在相邻工作面和本工作面采动应力作用下,顶板变形量较原方案均无明显增大,两帮移近量较原支护方案分别减小26.2%和32.8%。 展开更多
关键词 厚硬顶板 支护 数值模拟 采动应力 围岩变形量
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双掘两采留巷围岩应力演化特征及控制技术研究
12
作者 杜林 孙宁旭 +4 位作者 张重发 高明仕 敬毅 龙隆 吴侗 《煤炭技术》 CAS 2024年第3期6-11,共6页
为解决厚煤层双掘两采留巷围岩稳定性差、长期维护困难等技术难题,以园子沟煤矿1012007综放工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实践分析了双巷掘进、一次采动、二次采动期间留巷围岩应力演化特征与塑性区发育规律,得到了... 为解决厚煤层双掘两采留巷围岩稳定性差、长期维护困难等技术难题,以园子沟煤矿1012007综放工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实践分析了双巷掘进、一次采动、二次采动期间留巷围岩应力演化特征与塑性区发育规律,得到了留巷在一次采动期间表现出非对称应力演化特征与围岩塑性区非对称发育规律相一致,并提出了“长短锚杆索梯次支护+帮顶M型钢带整体支护+弱结构卸压”组合支护技术,最后成功应用于现场实践。 展开更多
关键词 双掘两采留巷 应力分布特征 塑性区 围岩控制
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高水平应力巷道宽高比对围岩变形影响研究
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作者 李晓旭 杜俊文 +2 位作者 刘旭东 张耀耀 石蒙 《现代矿业》 CAS 2024年第5期93-96,共4页
为研究高水平应力巷道宽高比对围岩变形的影响,以某矿42103工作面为研究背景,利用FLAC~(3D)软件,模拟巷道宽高比对围岩应力状态、剪切破坏程度和位移量变化的作用。模拟结果表明,高水平应力作用下,巷道宽高比越大,围岩应力集中程度越小... 为研究高水平应力巷道宽高比对围岩变形的影响,以某矿42103工作面为研究背景,利用FLAC~(3D)软件,模拟巷道宽高比对围岩应力状态、剪切破坏程度和位移量变化的作用。模拟结果表明,高水平应力作用下,巷道宽高比越大,围岩应力集中程度越小且不容易出现拉应力,分布更为合理,顶板剪切应变集中范围更小;剪切应变较高区域主要集中于两顶角位置,相对孤立,对顶板的剪切效应较低;顶板位移随宽高比变化不敏感,而两帮的位移随着宽高比的增加而逐渐减小,减小的幅度比较大。现场应用后,巷道围岩没有发生明显变形和离层,稳定性程度大大增强。 展开更多
关键词 地下矿山 高水平应力巷道 围岩变形 FLAC~(3D) 数值模拟
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浅埋偏压岩溶隧道围岩应力特征分析
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作者 邱飞洋 覃亮 +1 位作者 李国栋 李昌龙 《北方交通》 2024年第2期52-55,共4页
为研究溶洞对浅埋偏压隧道开挖围岩应力分布的影响,以建新隧道浅埋偏压段为工程案例,运用FLAC3D软件建立二维数值分析模型,对比分析不同施工阶段围岩应力分布及应力比值。分析结果表明:溶洞处于深埋侧拱腰方向时,会导致围岩应力集中位... 为研究溶洞对浅埋偏压隧道开挖围岩应力分布的影响,以建新隧道浅埋偏压段为工程案例,运用FLAC3D软件建立二维数值分析模型,对比分析不同施工阶段围岩应力分布及应力比值。分析结果表明:溶洞处于深埋侧拱腰方向时,会导致围岩应力集中位置从拱肩向边墙脚处转移,提高围岩整体偏压程度,该现象在拱肩处最为显著。 展开更多
关键词 浅埋偏压隧道 溶洞 围岩应力 数值模拟
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基于采空区刚度演化的采场围岩稳定性分析 被引量:1
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作者 张杨 许广辉 +1 位作者 李鹤鹤 宋高峰 《陕西煤炭》 2024年第2期1-5,共5页
为研究采空区刚度对采场围岩稳定性的影响,采用PHASE 2D有限元软件建立3种采空区刚度数值模型,其中模型Ⅰ的采空区刚度最大,模型Ⅱ最小,模型Ⅲ居中,研究了工作面前方煤体塑性区的发展规律、直接顶下沉量、覆岩垂直位移和工作面支承压力... 为研究采空区刚度对采场围岩稳定性的影响,采用PHASE 2D有限元软件建立3种采空区刚度数值模型,其中模型Ⅰ的采空区刚度最大,模型Ⅱ最小,模型Ⅲ居中,研究了工作面前方煤体塑性区的发展规律、直接顶下沉量、覆岩垂直位移和工作面支承压力变化规律。研究结果表明,当工作面推进150 m时,3种采空区刚度下的工作面前方煤体塑性区宽度分别为2.08 mm、3.56 mm和3.13 mm,采空区刚度越大,工作面煤体塑性区宽度越小;模型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的直接顶最大下沉量分别为38.8 mm、106.6 mm和96.8 mm,覆岩垂直位移最大值为44.9 mm、148.3 mm和137.4 mm;随着工作面推进,工作面前方支承压力增高系数先增大后稳定,模型Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ支承压力增高系数峰值依次为2.1、3.7和3.4。分析认为,增大采空区刚度有利于降低工作面支承压力,提高采场围岩稳定性。 展开更多
关键词 采空区 刚度演化 应力分布 岩层移动 煤体塑性区 围岩稳定性
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无底柱分段崩落法进路宽度对其围岩稳定性的影响
16
作者 吴桐 曹朋 路增祥 《金属矿山》 CAS 北大核心 2024年第7期9-16,共8页
增加回采进路宽度,能够改善无底柱分段崩落法的放矿效果,但也存在着进路稳定性降低的风险。采用数值分析方法,分析了某铁矿西矿段开采时5组进路宽度下的围岩应力分布规律、位移量变化和塑性区分布特征,研究了进路宽度对围岩稳定性的影... 增加回采进路宽度,能够改善无底柱分段崩落法的放矿效果,但也存在着进路稳定性降低的风险。采用数值分析方法,分析了某铁矿西矿段开采时5组进路宽度下的围岩应力分布规律、位移量变化和塑性区分布特征,研究了进路宽度对围岩稳定性的影响。结果表明:①围岩中最大与最小主应力在进路顶板、底板与侧帮处的应力集中区呈不同形态分布,其范围差异也较大,而且两相邻进路之间受应力叠加作用影响,存在1个“圆角矩形”应力集中区。②随着进路宽度和围岩深度增加,围岩中的最大与最小主应力也随之增大,各应力集中区范围大小产生了不同的变化,其中顶底板处的应力集中区范围增幅较大,5组进路宽度下的顶板围岩均易发生张拉破坏。③在进路宽度为7 m和8 m时,最小主应力变化受到了相邻进路围岩应力叠加作用影响,侧帮围岩发生张拉破坏的可能性较大。④进路顶板位移量呈现出了“中间大、两侧小”的特征,顶板下沉量及其增幅远大于侧帮下沉量与增幅,增加进路宽度易造成进路顶板垮落事故。⑤顶底板围岩中塑性区以剪切塑性区和张拉塑性区的混合区为主,两帮围岩中以剪切塑性区为主,进路宽度越大,塑性区总体积增长越快,进路宽度增加过大不利于顶板的稳定性。建议该矿山西矿段进路宽度应以6 m为宜,并对进路两帮采取支护措施,若大于6 m时,则需对顶板围岩采取适当支护措施。 展开更多
关键词 进路宽度 围岩 应力分布 位移量 塑性区分布 稳定性
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破碎岩体隧道围岩应力承载分布及变形控制研究 被引量:1
17
作者 高光辉 《水利建设与管理》 2024年第4期1-5,25,共6页
本文通过理论分析和数值模拟研究了破碎岩体隧道的围岩应力承载分布规律及变形控制方法。首先,基于主应力差的概念,建立了不同侧压系数下隧洞围岩主应力差的计算模型,结果表明:当λ<1时,隧洞拱腰处主应力差较大;当λ>1时,主应力... 本文通过理论分析和数值模拟研究了破碎岩体隧道的围岩应力承载分布规律及变形控制方法。首先,基于主应力差的概念,建立了不同侧压系数下隧洞围岩主应力差的计算模型,结果表明:当λ<1时,隧洞拱腰处主应力差较大;当λ>1时,主应力差峰值向围岩深部转移。然后,采用FLAC3D软件对破碎岩体隧道进行数值模拟,验证了理论计算结果,隧洞拱腰处为变形重点关注区域。最后,结合工程实例,提出了改进方案:采取换拱、加密钢支撑、设置管棚及锚杆等措施,使隧洞围岩变形得到有效控制。 展开更多
关键词 破碎岩体 应力承载分布 数值模拟 变形控制
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焦家金矿巷道掘进过程中围岩变形及应力分布演化规律
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作者 张旭飞 郭运鸿 +1 位作者 王兴亚 郭奇峰 《黄金》 CAS 2024年第6期1-5,共5页
为解决深部高应力下巷道变形严重及支护困难的问题,以焦家金矿-710 m水平巷道为研究对象,建立Flac3D数值分析模型,模拟分析巷道掘进过程中围岩的扰动响应规律。结果显示:因巷道开采扰动,巷道周边应力得到释放,应力进行重新分布,巷道周... 为解决深部高应力下巷道变形严重及支护困难的问题,以焦家金矿-710 m水平巷道为研究对象,建立Flac3D数值分析模型,模拟分析巷道掘进过程中围岩的扰动响应规律。结果显示:因巷道开采扰动,巷道周边应力得到释放,应力进行重新分布,巷道周边应力集中,应力极值主要在顶板、拱肩及边帮上下两侧,应加强顶板、拱肩及边帮上下两侧支护;距离巷道两倍宽度范围内是支护的重点关注区域;巷道掘进后,周边围岩会出现剪切破坏和张拉破坏。通过对巷道变形和应力分布演化分析,揭示了掘进过程中巷道围岩的变形失稳过程,为支护参数设计和支护时机选择提供了科学依据。 展开更多
关键词 深部开采 高应力 围岩变形 应力分布 巷道掘进
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地应力方向与围岩稳定性关系研究
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作者 王云生 付海涛 《矿业工程》 CAS 2024年第5期79-84,共6页
地应力方向与巷道轴向的夹角对围岩稳定性有重要影响,在三山岛金矿西山分矿深部某水平巷道开展研究,采用FLAC3D数值模拟软件模拟分析,研究最大水平主应力与巷道的角度约为0°、30°、45°、60°、90°的五种工况开... 地应力方向与巷道轴向的夹角对围岩稳定性有重要影响,在三山岛金矿西山分矿深部某水平巷道开展研究,采用FLAC3D数值模拟软件模拟分析,研究最大水平主应力与巷道的角度约为0°、30°、45°、60°、90°的五种工况开挖后应力分布及围岩位移规律。研究结果表明:在其他工况条件相同时,当夹角α不同时,围岩变形趋势基本一致,最终都趋于稳定值,且夹角α越大巷道围岩稳定性就越差;当巷道走向与最大水平主应力方向夹角在0°~30°时,巷道边帮受影响较大,需注重边帮支护;当夹角α在30°~60°时,巷道边帮与顶板承载应力及围岩位移接近,此时需对顶板和边帮进行相同强度的支护;当α在60°~90°时,顶板位移明显大于两帮,易发生剪切破坏,应当注重顶板支护。 展开更多
关键词 地应力方向 数值模拟 应力分布 围岩位移
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巷道围岩承载层演化机理及特性分析
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作者 王红 《山西冶金》 CAS 2024年第4期109-111,共3页
牛山煤矿二采区胶带大巷掘进期间受高应力影响,巷道围岩出现严重破碎现象,导致巷道掘进效率低、支护难度大,对此,牛山煤矿通过技术研究,采用理论分析及数值模拟的方法对巷道深部围岩承载结构、演化机理、演化特性进行分析研究,合理得出... 牛山煤矿二采区胶带大巷掘进期间受高应力影响,巷道围岩出现严重破碎现象,导致巷道掘进效率低、支护难度大,对此,牛山煤矿通过技术研究,采用理论分析及数值模拟的方法对巷道深部围岩承载结构、演化机理、演化特性进行分析研究,合理得出破坏区围岩应力场、位移场分布及塑性破坏区范围。研究结果表明:围岩的残余强度与围岩承载层厚度成反比例关系,即残余强度越大,承载层厚度越小;承载层厚度与围岩位移量成正比例关系。 展开更多
关键词 破碎围岩 承载层厚度 围岩应力分布 数值模拟 分析研究
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