沿空留巷巷旁充填体和围岩耦合承载分析及其控制

发布时间：2024-01-31 08:06

　　本文基于新元煤矿3414工作面沿空留巷地质条件,采用理论分析充填体和围岩体相互作用原理和耦合关系,结合数值模拟和正交试验方法探讨巷旁充填体、直接顶、直接底、实煤体强度、刚度及尺寸对沿空留巷巷旁充填体和围岩耦合承载的影响规律,提出了沿空留巷充填体和围岩耦合承载控制技术。主要取得如下研究成果:(1)分析了沿空留巷充填体和围岩相互作用关系和承载结构,提出了沿空留巷实煤体侧和充填体侧耦合承载系统。构建沿空留巷耦合承载力学模型,得到了耦合承载系数函数及耦合承载系数的影响因素。理论表明,耦合承载系数越小,充填体和围岩匹配性越差、越不稳定;反之,充填体和围岩匹配性越好、越稳定、承载性能越强。(2)采用数值模拟和正交试验方法,分析了沿空留巷充填体和围岩力学特征、两侧承载系统各岩体构件尺寸因素对沿空留巷围岩变形和承载的影响。研究表明充填体、直接顶、直接底、实煤体的弹性模量、充填体宽度、直接顶厚度在一定程度上增大,耦合承载系数增加,提高了充填体和围岩耦合承载能力;充填区域直接顶底板的损伤程度、留巷宽度、采高和埋深增大,耦合承载系数呈现减小趋势,不利于留巷稳定承载,为优化留巷耦合承载控制技术提供了依据。(3...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1数值模型和边界条件Figure3-1Numericalmodelandboundaryconditions

图3-1数值模型和边界条件Figure3-1Numericalmodelandboundaryconditions表3-3不同模拟方案基本围岩力学参数Table3-3Basicrockmechanicsparametersofdifferent....

图3-2不同充填体弹性模量条件下充填体和围岩垂直应力分布图

27（e）9GPa（f）垂直应力曲线图3-2不同充填体弹性模量条件下充填体和围岩垂直应力分布图Figure3-2Verticalstressdistributionofthefillingbodyandsurroundingrockwithdiff....

图4-3充填体加固参数数值分析模型

4沿空留巷巷旁充填体和围岩耦合承载控制技术个采用钢筋梯子梁配合对拉锚杆加固，模拟仅有充填体的直接顶和直接充填体尺寸相同，长宽高都为3m1.1m2m，充填体加固数值分图4-3所示，得到充填体应力云图，如图4-4和4-5。

图4-4仅有对拉锚杆加固条件下充填体应力分布

两者充填体尺寸相同，长宽高都为3m1.1m2m，充填体加固数值分析模型如图4-3所示，得到充填体应力云图，如图4-4和4-5。(a)对拉钢筋(b)对拉锚杆＋梯子梁图4-3充填体加固参数数值分析模型Figure4-3Numericalanalys....

本文编号：3891249