紫晟煤业总回风巷断面优化设计研究

以紫晟煤业总回风巷断面优化设计为工程背景,在霍州矿区大量现场巷道断面设计实践调研的基础上,采用FLAC 3D数值模拟方法,针对圆形、半圆拱形、斜梯形断面进行了总回风巷道围岩变形和塑性破坏区的比较分析。研究成果表明:斜梯形断面无论在变形还是塑性区发育上均是三种形式中最严重的;圆形巷道的稳定性效果最好,但其施工难度较大;半圆拱形巷道断面围岩变形与塑性区介于两者中间;综合比较分析应选择半圆拱形断面形式。现场工程实践也证实,采用半圆拱形断面加锚喷支护的围岩控制效果是合理的。该研究成果可应用于紫晟煤业总回风巷的断面设计实践,也为类似条件的巷道断面选择提供了有益借鉴。

高地应力巷道断面形状优化数值模拟研究

选取矩形、直墙半圆拱形、马蹄形、三心拱形、圆形和椭圆形6种巷道断面形状开展优化研究.采用FLAC5.0数值模拟软件研究了几种典型断面在岩体中开挖后巷道围岩塑性区分布、围岩主应力差分布和围岩变形特征,分析了不同侧压系数λ对它们的影响,在此基础上提出了巷道支护"等效开挖"的理念和"无效加固区"的概念.断面形状对高地应力巷道围岩主应力差分布影响不大,但等效开挖半径决定围岩塑性区分布,无效加固区越大,在巷道周边产生变形就越大,反之亦然.高应力巷道应根据λ的大小和主应力方向选择合理断面形状是圆形或椭圆形.