深部軟弱煤巖圍巖位移場及應(yīng)力場分析.pdf

1、煤礦的開采改變了原巖地應(yīng)力場與位移場，使得圍巖應(yīng)力重新分布，應(yīng)力密集區(qū)的高應(yīng)力會造成煤炭開采巷道的變形破壞，圍巖應(yīng)力場與位移場的分布規(guī)律研究對煤礦的安全開采至關(guān)重要。對于深部軟弱煤巖圍巖應(yīng)力場與位移場的單一的分析探索很少，幾乎沒有，特此，本篇論文對深部軟弱煤巖圍巖應(yīng)力場與位移場做系統(tǒng)多方面的研究，另外，使用傳統(tǒng)的深部軟弱圍巖的應(yīng)力場與位移場的研究方法，符合不了現(xiàn)代環(huán)境的要求，同時也不可以做簡潔、精確的探索分析。因此，本文通過數(shù)值模擬的五

2、個模型的分析，從而建立對圍巖應(yīng)力場與位移場的分布規(guī)律進(jìn)行研究，為煤礦的安全開采提供理論依據(jù)。
　　依據(jù)矩形巷道的理論研究，得到其位移場與應(yīng)力場的基本分布狀況，從而發(fā)現(xiàn)巷道破壞規(guī)律，然后對深部軟弱煤巖應(yīng)力場與位移場的分布進(jìn)行分析。確定煤巖應(yīng)力場與位移場分布的影響因素，使用合理的數(shù)值計算模型。通過巷道埋深的不同情況作為劃分標(biāo)準(zhǔn)。分別取500-1500m的煤巖埋深，使用其相應(yīng)的地應(yīng)力12Mpa,14Mpa,16Mp a,18Mpa,20

3、Mpa的五種情況，作為數(shù)值模型分析的計算條件，同時選用3m×3m的煤巖巷道斷面，煤巖巖性使用口孜東礦11-2煤巖。在實驗室測定圍巖的力學(xué)參數(shù),選用摩爾-庫倫模型、應(yīng)變軟化模型，同時合理地劃分網(wǎng)格；選擇豎直與水平方向的網(wǎng)格，得到其位移場與應(yīng)力場，來判斷圍巖的塑性圈和松動圈的區(qū)域，根據(jù)水平與豎直方向的不同的臨界點，得出不同埋深的塑性圈和松動圈。依據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，研究豎直與水平方向的應(yīng)力場與位移場變化的臨界點，找出巷道圍巖斷面最先破壞失穩(wěn)的關(guān)

4、鍵部位，研究其規(guī)律性的結(jié)論。得出不同煤巖巷道埋深情況下，塑性圈和松動圈的分布規(guī)律。
　　本文采用現(xiàn)場實測、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合綜合研究方法,對口孜東礦11-2深部軟弱煤巖圍巖應(yīng)力場及應(yīng)力場分布規(guī)律進(jìn)行綜合分析。通過現(xiàn)場勘察,閱讀文獻(xiàn)資料,掌握一定的理論分析方法,結(jié)合現(xiàn)場工程地質(zhì),明確研究分析方法:數(shù)值模擬及現(xiàn)場試驗。理論分析采用國內(nèi)外研究出來的比較成熟的經(jīng)驗公式，得出口孜東礦11-2深部軟弱煤巖圍巖應(yīng)力場及應(yīng)力場的特點；運用數(shù)