亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        采動影響巷道支護參數(shù)優(yōu)化研究

        2022-06-04 12:28:08陳道志侯記川
        采礦技術 2022年3期
        關鍵詞:錨桿圍巖變形

        陳道志,侯記川

        (1.山東科技大學 能源與礦業(yè)工程學院,山東 青島市 266590;2.陜西長武亭南煤業(yè)有限責任公司,陜西 咸陽市 712000)

        隨著煤礦開采深度和強度的不斷增加,礦井開采條件越來越復雜,回采巷道在開采擾動下,礦山壓力顯現(xiàn)劇烈,圍巖破碎,變形量大,影響巷道的正常使用[1-3]。目前,錨桿支護是我國煤礦最主要的支護形式。許多專家和學者做了大量的研究工作,使得錨桿支護理論日趨完善,支護技術得到快速發(fā)展[4-8]。錨桿支護作為一種主動支護,通過改善圍巖體應力分布和提高圍巖體強度來充分發(fā)揮圍巖的自承載能力,具有顯著的技術經濟效益[9]。

        1 工程概況

        某煤礦10#煤二采區(qū)位于井田西翼,即東西翼大巷以北,工業(yè)廣場以西,和井田邊界圈定的范圍劃分為二采區(qū)。該采區(qū)南北走向長為1700 m,東西傾斜長為1048 m,為一不規(guī)則形狀,面積1.644 km2,批準開采4#~10#煤層,開采深度1130~778 m 標高。根據煤層賦存條件及開采技術條件,采用一次采全高綜合機械化放頂煤采煤法。

        6206 與10206 回風順槽分別服務于6#、10#煤層,巷道斷面尺寸見表1。

        表1 6206、10206 回風順槽斷面尺寸

        原支護方案均采用錨桿、錨網、梯子梁、錨索聯(lián)合支護,斷面形狀為矩形。在實際生產期間,發(fā)現(xiàn)接替工作面緊鄰回采工作面一順槽巷道受動壓影響,巷道變形量較大,存在頂板錨索破斷等問題。由于6#、10#煤層工作面上下同時開采(分層同采)且留有一定安全錯距,因此對10206 動壓巷道圍巖穩(wěn)定性及其支護方案進行重點分析與探討。

        2 動壓巷道支護方案分析

        動壓巷道圍巖變形控制應當滿足巷道圍巖整體性控制原則、充分發(fā)揮沿空掘巷自身承載能力原則、高預應力和預應力擴散原則、“三高一低”原則、臨界支護強度與剛度原則、相互匹配原則、可操作性原則[6]。在保證巷道支護效果和安全程度,技術上可行、施工上可操作的條件下,做到經濟合理,以降低巷道支護綜合成本。

        基于錨桿、錨索支護參數(shù)計算結果,為10206回風順槽設計了3 種支護方案。各支護方案支護參數(shù)見表2。其中,方案一為原支護方案。

        表2 10206 動壓巷道支護方案

        3 動壓影響巷道支護參數(shù)模擬分析

        3.1 數(shù)值模型的建立

        采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件[7],對10206 回風順槽在不同支護方案時的應力分布及變形特征進行研究,以便為10206 動壓巷道支護方案的合理制定提供依據。根據10206 回風順槽的煤層頂、底板結構及其他條件,確定巷道數(shù)值計算模型,據此分析不同支護參數(shù)時巷道的圍巖應力分布及變形特征。

        3.1.1 模型邊界條件

        計算模型以10206 回風順槽實際參數(shù)為依據。模型底邊界施加位移約束條件;模型上邊界與左右邊界施加應力邊界條件,即頂部為應力和位移自由邊界;模型的兩個側面采用法向約束。本次模擬計算施加垂直應力σz=5.0 MPa,由于巷道埋深較淺,巷道周圍無大的水平構造,因此側壓系數(shù)λ 取0.5。

        3.1.2 模型建立和網格劃分

        根據工程實際情況及本次數(shù)值模擬的目的,模擬計算范圍選取10#煤層穩(wěn)定的底板至6#煤層穩(wěn)定的頂板共計80 m 范圍內的煤、巖層。在巷道軸向取較小值,并采用位移約束條件限制其變形,以保證模型符合平面應變問題的基本假定。模型大小沿x方向取81 m,y方向取8 m,z方向取80 m,數(shù)值計算模型尺寸81m×8m×80 m,單元體數(shù)59 040個,節(jié)點數(shù)68 796 個。煤巖層按水平狀態(tài)考慮,建立的數(shù)值計算模型如圖1 所示。

        圖1 數(shù)值計算模型

        3.1.3 本構模型及巖層參數(shù)

        計算模型中巖層破壞準則選取Mohr-Coulomb準則[12]。通過Set Large 命令模擬巷道圍巖大變形。通過FLAC3D中的坐標更新命令,在每個計算時步后,通過更新節(jié)點坐標的方式將位移增量加到節(jié)點坐標上,以材料網格的移動和變形模擬巷道圍巖的大變形。數(shù)值模擬的煤系地層力學參數(shù)見表3。

        表3 數(shù)值模擬煤巖層力學參數(shù)

        3.1.4 數(shù)值計算過程

        模型建立后先進行初期應力平衡計算,使邊界施加的應力在模型內均勻傳遞,然后進行6#煤層采煤工作面的回采,再進行10#煤層10206 回風順槽的開挖、支護。數(shù)值模擬中錨桿、錨索由Cable 單元生成。計算平衡后,對10206 回風順槽的圍巖變形及變形量進行分析。

        3.2 數(shù)值計算結果分析

        3.2.1 6#煤層開挖數(shù)值模擬

        模型初始應力形成后,開挖6#煤層采煤工作面,并模擬6#煤層采煤工作面開挖后的圍巖應力分布特征,如圖2 所示。

        由圖2(a)可知,6#煤層采煤工作面經過開采后,在采空區(qū)中部,垂直應力恢復至原巖應力水平;在采空區(qū)兩側煤壁附近底板10 m 范圍內,垂直應力顯著降低;然后,隨著距6#煤層底板距離的增加,垂直應力逐漸恢復至原巖應力水平。在數(shù)值模型中,6#煤層與10#煤層的層間距為35.5 m,由于距離較遠,6#煤層開挖引起的垂直應力擾動對10#煤層的影響較小。由圖2(b)可知,6#煤層采空區(qū)底板巖層中存在較大范圍的水平應力降低區(qū),由于6#煤層與10#煤層的層間距較大,6#煤層開挖引起的水平應力擾動對10#煤層的影響也較小。

        圖2 6#煤層開采后數(shù)值計算模型初始應力云圖

        3.2.2 10206 回風順槽開挖數(shù)值模擬

        在6#煤層采空區(qū)左幫的正下方開挖10206 回風順槽,巷道寬度取4.5 m,高度取3.0 m,分別按照表2 中設計的3 種支護方案進行模擬。各支護方案的數(shù)值模擬結果如下所述,重點探討了巷道周邊應力與位移分布規(guī)律。

        (1)方案一模擬分析。由圖3(a)可以看出,在深入兩幫3.0 m 處垂直應力最大,最大值為7.74 MPa,這與巷道開挖引起的應力重分布有關。由圖3(b)可以看出,水平應力最大值在巷道底板正下方5.0 m 處,最大值為3.45 MPa。此外,兩種情況下巷道表面圍巖出現(xiàn)應力降低現(xiàn)象,這表明圍巖出現(xiàn)了塑性變形。由圖3(c)可以看出,在距巷道4個角2.0 m 位置出現(xiàn)了剪應力集中,最大值為1.53 MPa。

        圖3 10206 巷道開挖后應力云圖(方案一)

        由圖4(a)可以看出,巷道開挖后頂板變形量在許可范圍內,其中巷道頂板中部下沉量最大,最大值為31.07 mm,底鼓量最大值為12.14 mm,頂?shù)装遄畲笠平繛?3.21 mm。由圖4(b)可以看出,巷道右?guī)椭胁克阶冃瘟孔畲?,最大變形量?2.31 mm,左幫最大變形量為6.60 mm,兩幫相對移近量最大值為18.91 mm。

        圖4 10206 巷道開挖后位移云圖(方案一)

        (2)方案二模擬分析。由圖5(a)可以看出,在深入巷幫2.5 m 處垂直應力最大,最大值為7.75 MPa,這與巷道開挖引起的應力重分布有關。由圖5(b)可以看出,水平應力最大值在巷道底板正下方5.0 m 處,最大值為3.43 MPa;此外,兩種情況下巷道表面圍巖出現(xiàn)應力降低現(xiàn)象,這表明圍巖出現(xiàn)了塑性變形。由圖5(c)可以看出,在距巷道4個角2.0 m 位置出現(xiàn)了剪應力集中,最大值為1.52 MPa。

        圖5 10206 巷道開挖后應力云圖(方案二)

        由圖6(a)可以看出,巷道開挖后頂板中部下沉量最大,最大值為26.82 mm,底板底鼓量最大值為11.87 mm,頂?shù)装遄畲笠平繛?8.69 mm。由圖6(b)可以看出,巷道兩幫中部水平變形量最大,左幫最大變形量為5.45 mm,右?guī)妥畲笞冃瘟繛?.04 mm,兩幫相對移近量最大值為14.49 mm。

        圖6 10206 巷道開挖后位移云圖(方案二)

        (3)方案三模擬分析。由圖7(a)可以看出,在深入兩幫2.5 m 處垂直應力最大,最大值為7.76 MPa,這與巷道開挖引起的應力重分布有關。由圖7(b)可以看出,水平應力最大值在巷道底板正下方5.5 m 處,最大值為3.43 MPa。由圖7(a)和7(b)還可以看出,巷道表面圍巖出現(xiàn)應力降低現(xiàn)象,這表明圍巖出現(xiàn)了塑性變形。由圖7(c)可以看出,在距巷道4 個角2.0 m 位置,出現(xiàn)了剪應力集中,最大值為1.51 MPa。

        圖7 10206 巷道開挖后應力云圖(方案三)

        由圖8(a)可以看出,巷道開挖后頂板中部下沉量最大,最大值為25.29 mm,底板底鼓量最大值為12.29 mm,頂?shù)装遄畲笠平繛?7.58 mm。由圖8(b)可以看出,巷道兩幫中部水平變形量最大,左幫最大變形量為4.98 mm,右?guī)妥畲笞冃瘟繛?.16 mm,兩幫相對移近量最大值為14.14 mm。

        圖8 10206 巷道開挖后位移云圖(方案三)

        由圖3、圖5 和圖7 可以得出,巷道在開挖后,采用3 種不同支護方案時,巷道圍巖應力分布狀態(tài)及最大應力基本一致。但在3 種支護方案下,巷道圍巖不同位置的最大位移卻有較大差異,其對比如圖9 所示。

        由圖9 可知,從巷道整體圍巖變形量看,方案一>方案二>方案三,即隨著支護強度的增加,巷道圍巖變形量減小。由于采用方案二時的巷道圍巖變形量與方案三(支護強度最大的方案)相差不大,結合支護成本因素綜合考慮,推薦采用方案二作為優(yōu)化支護方案。

        圖9 不同支護方案下巷道圍巖變形對比

        3.3 動壓巷道支護參數(shù)確定

        通過理論計算與數(shù)值模擬分析對10206 回風順槽支護參數(shù)進行了研究,獲得了最優(yōu)支護方案,即采用錨桿+錨網+鋼筋梯子梁+錨索聯(lián)合支護。

        頂板支護時,錨桿采用Φ20 mm×2200 mm 的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿,間排距均為1000 mm×900 mm。錨桿呈矩形布置,每排布置5 根。兩幫支護時,錨桿采用Φ20 mm×2000 mm 的左旋無縱筋螺紋鋼錨桿,間排距為800 mm×900 mm,每排布置4 根。

        4 結論

        針對某礦10#煤層工作面順槽巷道受6#煤層采動影響的實際情況,通過現(xiàn)場調研、理論分析、數(shù)值模擬、工程試驗等方法,對10#煤層受采動影響巷道支護參數(shù)進行了優(yōu)化研究,得到如下結論:

        (1)為維護動壓巷道圍巖的穩(wěn)定性、確保巷道安全使用,提出了采用“錨桿+錨網+鋼筋梯子梁+錨索”聯(lián)合支護方案;

        (2)通過理論計算與模擬分析,優(yōu)化確定的巷道合理支護參數(shù)為:頂板錨桿間排距為1000 mm×900 mm,高強錨桿Φ20 mm,長度為2200 mm;兩幫錨桿間排距為800 mm×900 mm,高強錨桿Φ20 mm,長度2000 mm;頂板錨索Φ17.8 mm,長度7200 mm,間排距為1400 mm×1800 mm;

        (3)通過現(xiàn)場監(jiān)測,10#煤層工作面巷道斷面收縮率較小,巷道整體變形量小,完整性較好,表明支護方案二參數(shù)設計合理。

        猜你喜歡
        錨桿圍巖變形
        噴淋裝置在錨桿鋼剪切生產中的應用
        山東冶金(2022年1期)2022-04-19 13:40:52
        談詩的變形
        中華詩詞(2020年1期)2020-09-21 09:24:52
        隧道開挖圍巖穩(wěn)定性分析
        中華建設(2019年12期)2019-12-31 06:47:58
        錨桿鋼筋質量提升生產實踐
        山東冶金(2019年1期)2019-03-30 01:34:56
        “我”的變形計
        軟弱破碎圍巖隧道初期支護大變形治理技術
        江西建材(2018年4期)2018-04-10 12:37:22
        例談拼圖與整式變形
        會變形的餅
        復合盾構在縱向錨桿區(qū)的掘進分析及實踐
        采空側巷道圍巖加固與巷道底臌的防治
        国产精品久久久久国产精品| 综合图区亚洲另类偷窥| 人妻无码一区二区三区免费| 18无码粉嫩小泬无套在线观看| 高清国产美女一级a毛片在线| 亚洲视频观看一区二区| 日韩人妻另类中文字幕| 少妇性荡欲视频| 青春草国产视频| 国产精品国产三级国产专区51区 | 青青草在线免费观看视频| 射精区-区区三区| 成熟人妻av无码专区| 久久青青草原国产精品最新片| 亚洲av天堂在线免费观看| 中文字幕亚洲欧美在线不卡| 最近日本中文字幕免费完整| 欧美人与动牲交片免费| 男女做那个视频网站国产| 妺妺窝人体色www聚色窝仙踪| 久久精品国产亚洲av电影| 成人午夜视频在线观看高清| 国产色婷婷久久又粗又爽| 东京热人妻一区二区三区| 久久狠狠高潮亚洲精品暴力打 | 加勒比av在线一区二区| 亚洲人成欧美中文字幕 | 日韩精品网| 三个黑人插一个女的视频| 人妻激情偷乱视频一区二区三区 | 国产精品亚洲lv粉色| 亚洲欧洲日本精品| 少妇人妻偷人中文字幕| 欧美奶涨边摸边做爰视频| 国产精品毛片无码| 国产91AV免费播放| 亚洲人成网站色在线入口口| 久久久久久久久蜜桃| 999久久66久6只有精品| 日本乱熟人妻中文字幕乱码69 | 成人做爰高潮尖叫声免费观看|