弱胶结穿层巷道围岩变形机理数值模拟分析

作者

张明村刘洪林于海军杨焕河亓建
单位

中煤能源新疆鸿新煤业有限公司新疆大学地质与矿业工程学院新疆大学矿产资源生态环境保护性开采自治区高校重点实验室
摘要

弱胶结地层由于成岩时期较晚、埋藏深度浅，自身结构具有胶结程度差、强度低等特性。苇子沟煤矿集中运输巷位于该类地层中，且在掘进过程中遇到穿越不同岩性地层的情况，产生穿层巷道。根据苇子沟煤矿集中运输巷的地质条件，建立了倾角15°的倾斜地层数值模型，研究了3种不同工况下典型穿层巷道，通过分析巷道围岩应力分布区、塑性区、围岩变形特征来综合研究弱胶结巷道围岩的变形机理。结果表明，巷道岩性变化对其影响较大，随着岩石占比的增加，巷道周围垂直应力和水平应力随之增加，而变形量逐渐减小，且巷道顶、底板位移变化非对称，顶板变形量大于底板。研究弱胶结穿层巷道的围岩变形机理，对该类巷道支护以及矿井安全高效生产具有重要意义。
关键词

弱胶结穿层巷道数值模拟变形机理非对称变形
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51964043)；新疆维吾尔自治区杰出青年科学基金(2022D01E31)；新疆维吾尔自治区“天山英才”培养计划项目(2022TSYCCX0037)；新疆维吾尔自治区重点研发专项(2022B01034,2022B01051)；
文章目录

1 研究区概况
2 模型建立
3 结果与讨论
3.1 应力分布云图对比
3.2 塑性区对比
3.3 巷道围岩位移对比
4 结语
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