王牌gydF4y2Ba 土木工程的发展gydF4y2Ba 1687 - 8094gydF4y2Ba 1687 - 8086gydF4y2Ba HindawigydF4y2Ba 10.1155 / 2020/8877172gydF4y2Ba 8877172gydF4y2Ba 研究文章gydF4y2Ba 分析围岩的应力分布规律不对称倾斜煤层巷道:一个案例研究Shitanjing 2号煤层gydF4y2Ba https://orcid.org/0000 - 0003 - 0650 - 7745gydF4y2Ba 熊gydF4y2Ba 项羽gydF4y2Ba 戴gydF4y2Ba 小君gydF4y2Ba 陈gydF4y2Ba XinniangydF4y2Ba 唐gydF4y2Ba 银山gydF4y2Ba 学校的建筑和土木工程gydF4y2Ba 西安科技大学gydF4y2Ba 西安gydF4y2Ba 陕西710054年gydF4y2Ba 中国gydF4y2Ba xust.edu.cngydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 31日gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 31日gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 2020年gydF4y2Ba 版权©2020项羽熊等。gydF4y2Ba 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。gydF4y2Ba

不对称的围岩的变形和破坏特征的直角梯形巷道Shitanjing矿区2号创造了巨大困难巷道的稳定控制和支持。首先,数值模拟被应用于系统分析垂直应力的分布规律,水平应力和巷道的故障特征。此外,通过实验室模型试验进行了验证,实际工程应用。结果表明,巷道的两堵墙,屋顶,尖角展示明显不对称的应力集中。压力的峰值浓度偏低(右墙)显著大于在高压侧墙(左),和距离高和低的巷道,巷道的墙壁都是明显不同的。对称的两个尖角,沿同一方向的煤层倾向,显示明显的压应力,而相反的方向显示明显的拉应力区域在两个尖角;此外,压应力和拉应力的最大值出现在巷道顶板的两个角落,和他们的大小随倾角的变化和地面压力。gydF4y2Ba

 中国国家自然科学基金gydF4y2Ba 51174159gydF4y2Ba 59974019gydF4y2Ba 中国博士后科学基金会gydF4y2Ba 2015年m572580gydF4y2Ba 山西省教育科学研究计划项目部门gydF4y2Ba 15 jk1471gydF4y2Ba 1。介绍gydF4y2Ba

优质煤炭资源的逐渐枯竭和收缩的生产在中国的东部在21世纪,资源开发的重点转向中国的西部。煤炭资源开发中扮演一个重要的角色在促进西部地区能源效率(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba]。倾斜煤层储量在中国西部地区占大约10.1%的可采储量,并且有高质量的煤层开采高价值(gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba]。然而,倾斜煤层的开采过程中,巷道的围岩的压力由于倾角的影响是不对称的,这带来了很大的困难巷道的稳定控制和支持工程(gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

国内外研究人员主要集中在研究不对称在倾斜煤层巷道围岩应力分布特征与大倾向和急倾斜煤层,和部分形式主要是矩形和拱道路。目前的研究结果表明,巷道的围岩应力分布表现出明显的不对称特征为道路挖掘倾向(gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 20.gydF4y2Ba)和急倾斜(gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 26gydF4y2Ba煤层,压力集中在屋顶上,两个墙壁,地板明显不同,提高巷道的倾角。不对称变形和破坏的道路会发生由于围岩的应力分布不对称gydF4y2Ba 27gydF4y2Ba]。针对不对称故障特征的屋顶,两堵墙,和地板的巷道(矩形和拱);配套措施提出了在文献[gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba]。然而,很少有研究在非对称应力分布在直角梯形巷道围岩轻轻倾斜煤层在不同倾斜角度。因此,它具有重要的理论价值和现实意义进行数值模拟和分析的压力不对称特征在轻轻地斜接缝直角梯形巷道稳定性评价。gydF4y2Ba

在倾斜煤层巷道通常安排在屋顶,中间,和底部的煤层。在煤层巷道的位置是不同的,导致巷道的不同横截面的形状。Shitanjing 2号矿区位于西部高山地区。这是一个典型的轻轻倾斜煤层的倾角18-27°。可开采煤层的厚度是5.5 - -6.06米。道路是沿着煤层的屋顶挖掘形成一个直角梯形巷道。以Shitanjing 2号矿区为工程背景,理论分析和数值模拟与应用FLAC3D软件是用于研究的不对称分布在一个直角梯形巷道围岩应力斜倾角。基于Shitanjing 2号矿区的工程背景,在这个研究中,不对称的应力分布规律,直角梯形巷道的围岩在不同斜接缝评估通过理论分析和数值模拟使用FLAC3D软件验证通过实验室模型试验和实际工程应用,提供科学依据为直角梯形巷道支护方案的选择。gydF4y2Ba

 2。不对称的特征应力分析围岩的巷道gydF4y2Ba

很多学者已经发现倾斜煤层巷道的开挖后,巷道周围应力重分布表现出明显的不对称特征,和巷道的两堵墙之间的应力分布和屋顶和地板是明显不同的作用下上覆地层负荷(gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba]。可以看到从图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba,压力作用于巷道的特点是剪切应力gydF4y2Ba σgydF4y2BaxgydF4y2Ba沿倾斜方向的煤层和压应力gydF4y2Ba σgydF4y2BaygydF4y2Ba垂直于煤层由于煤层的倾角的影响。高压侧受到拉伸力gydF4y2Ba σgydF4y2BaxgydF4y2Ba煤的方向平行的身体,虽然偏低受到挤压的力量gydF4y2Ba σgydF4y2BaygydF4y2Ba(图gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

应力分解两个巷道的围岩的地图。gydF4y2Ba

这种不对称和非齐次应力状态导致应力集中峰值在右边墙(偏低)大于左边墙(高压侧),和距离的点的峰值应力集中在高和低的道路都是不同的(图gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba)。根据压力的宽度的公式极限平衡区,应力集中区域A和B之间的距离和巷道的墙壁可以计算gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba xgydF4y2Ba BgydF4y2Ba如图所示,分别在方程(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

两巷道围岩的应力分布地图。gydF4y2Ba

 (1)gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba fgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba lngydF4y2Ba kgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba γgydF4y2Ba hgydF4y2Ba +gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba +gydF4y2Ba PgydF4y2Ba xgydF4y2Ba /gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba (2)gydF4y2Ba xgydF4y2Ba BgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba BgydF4y2Ba fgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba lngydF4y2Ba kgydF4y2Ba BgydF4y2Ba γgydF4y2Ba hgydF4y2Ba +gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba cgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba /gydF4y2Ba tgydF4y2Ba ggydF4y2Ba φgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba +gydF4y2Ba PgydF4y2Ba xgydF4y2Ba /gydF4y2Ba fgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba

在哪里gydF4y2Ba xgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba和gydF4y2Ba xgydF4y2Ba BgydF4y2Ba的应力极限平衡区宽度(米);gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 米gydF4y2Ba BgydF4y2Ba表示道路的高度(米);gydF4y2Ba fgydF4y2Ba侧压力系数;gydF4y2Ba φgydF4y2Ba0gydF4y2Ba是组合煤岩的摩擦角(°);gydF4y2Ba kgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba和gydF4y2Ba kgydF4y2Ba BgydF4y2Ba表示压力上升系数;gydF4y2Ba hgydF4y2Ba是煤炭开采深度(米);gydF4y2Ba cgydF4y2Ba0gydF4y2Ba之间的凝聚力是煤层和顶板岩层(MPa);gydF4y2Ba γgydF4y2Ba体积密度(公斤·m3);和gydF4y2Ba PgydF4y2Ba xgydF4y2Ba是煤炭的支架阻力(MPa)的支持。gydF4y2Ba

它可以看到从方程(gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba),应力集中区域的距离A和B两墙起到关键作用在确定巷道的两堵墙的高度。为直角梯形巷道在倾斜煤层,应力集中区域的距离的高压侧墙的道路比偏低,因为明显的区别高、低的高度。gydF4y2Ba

对于巷道的屋顶,应力分布也表现出明显的不对称特征;,右墙的应力集中(偏低)巷道顶板的尖角大于左墙(高压侧)尖角,它随倾角的变化,变化如图gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba。这些值计算如下:gydF4y2Ba (3)gydF4y2Ba σgydF4y2Ba wgydF4y2Ba lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba γgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba hgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba dgydF4y2Ba hgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba σgydF4y2Ba wgydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba ∫gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba −gydF4y2Ba bgydF4y2Ba 2gydF4y2Ba γgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba hgydF4y2Ba 1gydF4y2Ba dgydF4y2Ba hgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba σgydF4y2Ba wgydF4y2Ba lgydF4y2Ba 和gydF4y2Ba σgydF4y2Ba wgydF4y2Ba RgydF4y2Ba 在角落的压力高和低的巷道顶板(MPa),分别;gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba巷道的宽度(米);gydF4y2Ba γgydF4y2Ba1gydF4y2Ba平均岩石体积密度(公斤·米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba);gydF4y2Ba hgydF4y2Ba1gydF4y2Ba是煤炭开采深度(米);gydF4y2Ba bgydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba bgydF4y2Ba2gydF4y2Ba巷道的高度在高、低(m),分别。gydF4y2Ba

在巷道的顶板应力分布。gydF4y2Ba

总之,围岩的不对称应力下的直角梯形倾斜煤层巷道,巷道围岩的变形破坏情况也呈现明显的不对称特征。巷道的两堵墙是挤压和内部混乱和凸起。偏低的损害大于,在高压侧,和最大的伤害是观察到的两个角落偏低。gydF4y2Ba

 3所示。模型的建立和参数的选择gydF4y2Ba

基于莫尔库仑准则,建立了数值模型利用数值模拟软件FLAC3D软件(图gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba)。模型的尺寸是36 m×5 m×36米,四面墙都限制在正常的方向,顶面是地面,表面是自由边界的应力和位移;底部边界受到横向和纵向约束,和顶部的模型是上覆岩层层。四种典型的计算模型与倾斜角度的18°,21°24°,建立了27°,和压力为2.5 MPa, 5 MPa, 10 MPa, 15 MPa,和20 MPa。不对称分布特征的直角梯形巷道围岩应力进行了分析。根据煤层Shitanjing 2号矿区的地质条件、围岩的物理力学参数选择表中给出gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

数值计算模型。gydF4y2Ba

数值模拟煤和岩石的物理力学参数。gydF4y2Ba

岩石地层gydF4y2Ba 厚度(m)gydF4y2Ba 密度(公斤·mgydF4y2Ba−3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba 体积弹性模量(GPa)gydF4y2Ba 剪切模量(GPa)gydF4y2Ba 摩擦(°)gydF4y2Ba 凝聚力(MPa)gydF4y2Ba 紧张(MPa)gydF4y2Ba
(1)粉砂岩gydF4y2Ba 4.6gydF4y2Ba 2 460年gydF4y2Ba 8.49gydF4y2Ba 6.47gydF4y2Ba 32.1gydF4y2Ba 5.7gydF4y2Ba 3.77gydF4y2Ba
(2)中粒砂岩gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 2 510年gydF4y2Ba 10.11gydF4y2Ba 7.27gydF4y2Ba 37.0gydF4y2Ba 11.8gydF4y2Ba 2.78gydF4y2Ba
(3)泥岩gydF4y2Ba 2。9gydF4y2Ba 2 530年gydF4y2Ba 7.79gydF4y2Ba 5.34gydF4y2Ba 31.5gydF4y2Ba 1.85gydF4y2Ba 1.54gydF4y2Ba
(4)煤层gydF4y2Ba 5.5gydF4y2Ba 1 400gydF4y2Ba 1.80gydF4y2Ba 0.83gydF4y2Ba 21.0gydF4y2Ba 1.60gydF4y2Ba 0.50gydF4y2Ba
(5)粉砂岩gydF4y2Ba 9.2gydF4y2Ba 2 460年gydF4y2Ba 8.49gydF4y2Ba 6.47gydF4y2Ba 32.1gydF4y2Ba 5.7gydF4y2Ba 3.77gydF4y2Ba
4所示。数值模拟分析gydF4y2Ba 4.1。垂直巷道的应力分布特征gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba显示垂直应力云图的直角的巷道在不同斜缝在一个模拟的地面2.5 MPa的压力。从图可以看出,应力集中在右边墙(偏低)巷道大于左边墙(高压侧)。应力集中区域的距离左边的墙壁(高压侧)一侧的道路比右边墙(偏低)。巷道的应力集中在屋顶上偏离向生活墙(高压侧)和应力集中在地板上偏离向右墙(偏低)和倾角的变化。gydF4y2Ba

垂直巷道的应力云图。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba的曲线是直角梯形巷道的应力集中峰值不同斜缝模拟地面压力gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba。图gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba显示器的峰值应力集中值的巷道倾向和地面压力增加而增加。当倾角18-27°,偏低的应力集中峰值的1.07 - -1.33倍高。然而,小地应力的作用下,两堵墙之间的峰值应力的差异不是很明显,主要是因为倾角的影响。gydF4y2Ba

比较分析曲线的峰值压力和地应力巷道的两面。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba是距离的曲线峰值应力集中对墙的直角梯形巷道倾斜煤层不同的地面压力。的距离点的高峰值应力集中发生在巷道的两堵墙的两侧道路明显不同,增加倾角的增加和地应力,如图gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba和表gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba。当倾角18-27°和地面压力是10 MPa,高压侧的巷道,应力集中峰值巷道的侧壁的距离大于1.28 - -3.00毫米,在偏低。当地应力10 - 20 MPa倾向是18°,高压侧的巷道,侧墙的应力集中峰值的巷道大于偏低,1.26 - -1.36毫米。然而,随着倾角的增加,距离点的峰值应力集中在双方的墙壁道路变得越来越小。gydF4y2Ba

应力集中峰值的变化曲线与道路的边距离双方的倾角。(一)10 MPa。(b) 20 MPa。gydF4y2Ba

两边距离峰值应力集中巷道(mm)。gydF4y2Ba

倾角gydF4y2Ba 地应力10 MPagydF4y2Ba 地应力20 MPagydF4y2Ba
低端gydF4y2Ba 高压侧gydF4y2Ba 低端gydF4y2Ba 高压侧gydF4y2Ba
18°gydF4y2Ba 6.42gydF4y2Ba 5.14gydF4y2Ba 12.03gydF4y2Ba 10.67gydF4y2Ba
21°gydF4y2Ba 6.05gydF4y2Ba 4.05gydF4y2Ba 11.85gydF4y2Ba 9.85gydF4y2Ba
24°gydF4y2Ba 5.4gydF4y2Ba 2。9gydF4y2Ba 11.18gydF4y2Ba 8.38gydF4y2Ba
27°gydF4y2Ba 5.01gydF4y2Ba 2.01gydF4y2Ba 10.55gydF4y2Ba 6.65gydF4y2Ba
4.2。水平巷道的应力分布特点gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba显示了水平应力云图的直角梯形巷道在不同斜缝在一个模拟的地面2.5 MPa的压力。从图可以看出gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba两尖点对称的倾角煤层显示一个明显的压应力区,而相反的方向显示一个明显的拉应力区,和压应力和拉应力的最大值出现在屋顶的两个尖点的道路。随着倾角的增加,应力集中在拐角处的道路减少。gydF4y2Ba

水平巷道的应力分布特点。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

 4.3。水平位移特征的道路gydF4y2Ba

数据gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba描绘了水平巷道的应力云图和位移分析图表的两堵墙巷道不同模拟地面压力gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba分别和不同的倾斜角度。数据gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba和gydF4y2Ba 10gydF4y2Ba和表gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba表明,巷道的位移两堵墙之间的区别很明显,增加与增加集团的压力。群体压力是10 - 15 MPa和18°倾角,以及巷道的高压侧15 - 77毫米比偏低。然而,这种差异随倾角的增加而减小。当倾角18-27°和压力是10 MPa,巷道的高压侧是10毫米比偏低。主要原因是两堵墙之间的高度差会导致不均匀的应力分布。gydF4y2Ba

水平巷道的应力分布特点。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

水平位移的分析曲线巷道的双方。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

水平位移的双方巷道(mm)。gydF4y2Ba

倾角gydF4y2Ba 地应力10 MPagydF4y2Ba 地应力20 MPagydF4y2Ba
低端gydF4y2Ba 高压侧gydF4y2Ba 低端gydF4y2Ba 高压侧gydF4y2Ba
18°gydF4y2Ba 22.54gydF4y2Ba 37.47gydF4y2Ba 115.51gydF4y2Ba 192.53gydF4y2Ba
21°gydF4y2Ba 23.89gydF4y2Ba 31.31gydF4y2Ba 114.64gydF4y2Ba 159.00gydF4y2Ba
24°gydF4y2Ba 14.93gydF4y2Ba 23.01gydF4y2Ba 72.88gydF4y2Ba 106.89gydF4y2Ba
27°gydF4y2Ba 7.1gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba 21.41gydF4y2Ba 58.81gydF4y2Ba
5。仿真的验证测试gydF4y2Ba 5.1。测试计划gydF4y2Ba

验证不对称围岩的应力分布特征的直角梯形巷道进一步倾斜煤层,在实验室模型试验采用几何相似和力量平等的原则,建立了四种类型的直角梯形巷道测试模型与不同的斜缝的角度,即18°,21°24°,27°(图gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba)。几何相似性比例是1:30,模型大小是72厘米×72厘米×10厘米,和岩性参数选择的工程背景Shitanjing 2号矿区,为数值模拟是一样的。不同比例的水泥砂浆用于模拟的特点。gydF4y2Ba

直角梯形巷道的测试模型。gydF4y2Ba

测量点排列在巷道墙壁,屋顶,地板,以及各个角落。垂直均布荷载应用于模型逐步的方式直到样品被完全摧毁。每个计量点的应变值在不同负载下加载过程中实时记录。gydF4y2Ba

 5.2。分析测试结果gydF4y2Ba 5.2.1。应力分布规律,屋顶周围的岩石gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba显示一个模拟地面屋顶周围岩石的应力-应变曲线梯形巷道不同倾斜角度。屋顶的压力围绕着岩石巷道呈现明显的不对称特征,以及中间测点的大小分布的屋顶(中间)>偏低测点的屋顶(R -偏低)>屋顶的高压侧计量点(R -高压侧)从图gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba。此外,最大压力偏低的围岩明显大于偏高。倾角越大,应力分布之间的差异越明显高和低的巷道的围岩。当倾角范围内的18°-27°,屋顶的最大应变右边墙(R -偏低)1.3 - -2.1倍,左边墙的屋顶(R -高压侧)。gydF4y2Ba

应力-应变曲线的屋顶周围的岩石。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

 5.2.2。的围岩应力分布规律巷道的两堵墙gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 13gydF4y2Ba描述了地面模拟围岩的应力-应变曲线的直角梯形巷道不同倾斜角度。它可以得出结论,巷道的应力集中在两堵墙显然是不同的,他们倾向和地面压力增高而增强。-27°倾角是18°,右墙的最大值(偏低)应力集中是左边墙的1.2 - -1.7倍(高压侧)。gydF4y2Ba

应力-应变曲线的围岩巷道的两面。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

 5.2.3。围岩应力分布规律的两个gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba是地面模拟围岩的应力-应变曲线的一个直角梯形巷道不同倾斜角度。图gydF4y2Ba 14gydF4y2Ba显示,每个点的应力分布在四个角落的道路是不同的。从大到小的顺序是低侧肩角(投影),高压侧肩角(HSSA),低侧底部角(LSBA)和高侧底部角(HSBA)。18°倾角时,运用投影的应变其他棱角的2 - 4倍,随着倾角的变化而变化。gydF4y2Ba

应力-应变曲线巷道的围岩的角落。(一)18°。(b) 21°。(c) 27°。(d) 27°。gydF4y2Ba

 5.2.4。分析巷道围岩的应力分布的地板上gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba是一个模拟地面的应力-应变曲线的直角梯形巷道围岩不同的倾斜角度。从图可以看出gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba的作用下,上部屋顶和不对称的两套压力,地上的巷道的应力分布也表现出明显的不对称性,和地板的压力在右边墙(激光束一边)大于左边墙的地板(高层)。gydF4y2Ba

应力-应变曲线巷道的地板上。(一)18°。(b) 21°。(c) 24°。(d) 27°。gydF4y2Ba

从实验室模型试验结果,可以看出,压力分布规律的直角梯形巷道轻轻倾斜层类似于数值模拟,和围岩应力分布的屋顶,两个墙壁,地板,和巷道的角落显示明显的不对称特征;然而,也有一些不同的数值。主要原因是材料的比例相似,模型的大小,加载方式等对测试结果产生影响。gydF4y2Ba

 6。仿真结果的比较和分析gydF4y2Ba

从仿真结果可以看出,非对称分布定律斜直角梯形巷道围岩的基本上是一样的大倾角和急倾斜煤层巷道,但倾斜煤层应力不对称的程度远远低于大倾角煤层。数值模拟的结果不对称斜梯形巷道的变形和破坏特征在倾斜煤层与实验室模型试验(图一致gydF4y2Ba 16gydF4y2Ba)和站点故障形态Shitanjing 2号矿(图gydF4y2Ba 17gydF4y2Ba),变形和破坏法律表现出一种不对称的特性。此外,道路严重膨胀的两堵墙,和低比高。gydF4y2Ba

在实验室模型试验巷道变形与破坏的。(一)24°。(b) 27°。gydF4y2Ba

巷道变形与破坏的在我Shitanjing 2号。(一)24°。(b) 27°。gydF4y2Ba

 7所示。结论gydF4y2Ba

基于非对称理论在直角梯形巷道的围岩应力分布在倾斜煤层,并考虑Shijiajing 2号矿区为工程背景,本文进一步分析了围岩的不对称分布特征通过应用FLAC3D有限差分方法。通过模拟试验验证,得出了以下的结论:gydF4y2Ba

围岩的应力分布的直角梯形巷道倾斜煤层显示明显不对称。主要表现是偏低的应力集中峰值大于,在高压侧,高压侧之间的距离和巷道的侧壁大于偏低。与倾角的增加和地面压力、应力集中峰值之间的差异和巷道的侧壁的距离更明显。18°-27°倾角时的应力集中峰值偏低的1.07 - -1.33倍高,和距离从高压侧的侧墙巷道1.26 - -3.79 m比偏低。第二,两个尖角对称的相同的倾角煤层显示明显的压应力区,而相反的两个尖角显示明显的拉应力区域。压应力和拉应力的最大值出现在巷道的屋顶。gydF4y2Ba

不对称应力的作用下,巷道周围岩石的变形和破坏也呈现不对称特征。巷道的两堵墙展示挤压,混乱,和严重变形和损坏;然而,偏低的变形损伤明显大于高边。主要原因是两堵墙之间的高度差的道路导致压力的不均匀分布。gydF4y2Ba

数值模拟的结果基本符合实验室模型试验和现场工程。然而,也有一些差异,获得的数据,主要原因是这两个影响仿真参数的选择,比类似的材料、尺寸的模型,加载方法。gydF4y2Ba

数据可用性gydF4y2Ba

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。gydF4y2Ba

 的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称他们没有利益冲突有关的出版。gydF4y2Ba

 确认gydF4y2Ba

这项研究是由中国国家自然科学基金资助(51174159和51174159),中国博士后科学基金会(2015 m572580),教育部门和科研计划项目中国山西省(15 jk1471)。gydF4y2Ba

 补充材料gydF4y2Ba

理论分析的过程在倾斜煤层巷道顶板应力分布。gydF4y2Ba

 李gydF4y2Ba h . C。gydF4y2Ba 研究变形和破坏特征和稳定控制的大倾角厚复合顶板巷道gydF4y2Ba 论文gydF4y2Ba 2014年gydF4y2Ba 太原,中国gydF4y2Ba 太原理工大学gydF4y2Ba 国家发展和改革委员会gydF4y2Ba 中华人民共和国能源发展“十一五”规划gydF4y2Ba 2007年gydF4y2Ba 中国,北京gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 余gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 周gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba Q。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 对称进化博弈研究煤矿企业的员工的行为gydF4y2Ba 对称gydF4y2Ba 2019年gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 156年gydF4y2Ba 168年gydF4y2Ba 10.3390 / sym11020156gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85061861464gydF4y2Ba 如果gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 王gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 徐gydF4y2Ba R。gydF4y2Ba 唐ydF4y2Ba C。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba X。gydF4y2Ba 徐gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 图像增强的监控录像煤矿面临基于single-scale retinex算法结合双边滤波gydF4y2Ba 对称gydF4y2Ba 2017年gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 6gydF4y2Ba 93年gydF4y2Ba 108年gydF4y2Ba 10.3390 / sym9060093gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85021135767gydF4y2Ba 他gydF4y2Ba f . L。gydF4y2Ba 钱gydF4y2Ba m·G。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba c . Y。gydF4y2Ba 支持系统的支持和围岩高生产力和工作效率高的脸gydF4y2Ba 1997年gydF4y2Ba 徐州,中国gydF4y2Ba 中国矿业出版社gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 陈gydF4y2Ba 美国J。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 吴gydF4y2Ba y Z。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba w·J。gydF4y2Ba 在中国西北地区煤炭资源和发展潜力gydF4y2Ba 西北大学地质gydF4y2Ba 2006年gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 40gydF4y2Ba 56gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 太阳gydF4y2Ba x M。gydF4y2Ba 他gydF4y2Ba m . C。gydF4y2Ba 耦合数值模拟研究支持内巷道软岩理论深度gydF4y2Ba 中国矿业大学和技术杂志》上gydF4y2Ba 2005年gydF4y2Ba 34gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 166年gydF4y2Ba 169年gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 魏gydF4y2Ba s . X。gydF4y2Ba 首歌gydF4y2Ba j . 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C。gydF4y2Ba 物理建模的一个地下巷道开挖地质45°斜岩使用红外温度记录gydF4y2Ba 工程地质gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 121年gydF4y2Ba 3 - 4gydF4y2Ba 165年gydF4y2Ba 176年gydF4y2Ba 10.1016 / j.enggeo.2010.12.001gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 79961026685gydF4y2Ba 龚gydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 彭gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 他gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 热图像和光谱表征巷道破坏过程的地质45°斜岩石gydF4y2Ba 隧道与地下空间技术gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 49gydF4y2Ba 156年gydF4y2Ba 173年gydF4y2Ba 10.1016 / j.tust.2015.04.011gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84928738711gydF4y2Ba 杨gydF4y2Ba H。gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba 年代。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 太阳gydF4y2Ba C。gydF4y2Ba 郭gydF4y2Ba P。gydF4y2Ba 软顶gob-side条目保留失效机理和支持方法gydF4y2Ba 矿物质gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 5gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 707年gydF4y2Ba 722年gydF4y2Ba 10.3390 / min5040519gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84946083078gydF4y2Ba 马gydF4y2Ba l Q。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba d S。gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba x Q。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba 问:问。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba y . B。gydF4y2Ba 支持稳定机制在工作面在罢工和大角度倾斜gydF4y2Ba 《南部非洲矿业和冶金学院gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 115年gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 599年gydF4y2Ba 606年gydF4y2Ba 10.17159 / 2411 - 9717/2015 / v115n7a6gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84939800549gydF4y2Ba 喋喋不休gydF4y2Ba M。gydF4y2Ba SinhagydF4y2Ba r·K。gydF4y2Ba 菱形设计煤柱和支持巷道稳定性和机械加载面临煤炭使用sdl急倾斜薄煤缝技术可行性研究gydF4y2Ba 阿拉伯地球科学杂志》gydF4y2Ba 2018年gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 15gydF4y2Ba 415年gydF4y2Ba 429年gydF4y2Ba 10.1007 / s12517 - 018 - 3747 - 4gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85051079846gydF4y2Ba 阴gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 邹gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 邱gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 方gydF4y2Ba K。gydF4y2Ba 运动的实验研究回填煤矸石在急倾斜煤层采空区gydF4y2Ba 阿拉伯地球科学杂志》gydF4y2Ba 2018年gydF4y2Ba 11gydF4y2Ba 12gydF4y2Ba 318年gydF4y2Ba 326年gydF4y2Ba 10.1007 / s12517 - 018 - 3686 - 0gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85049873383gydF4y2Ba 朱gydF4y2Ba l Q。gydF4y2Ba 张gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 分析自燃”三个区”赵各庄矿3237工作面gydF4y2Ba 应用力学和材料gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 71 - 78gydF4y2Ba 1978年gydF4y2Ba 1982年gydF4y2Ba /www.scientific.net/amm.71 10.4028 - 78.1978gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 80055014896gydF4y2Ba 他gydF4y2Ba 美国问。gydF4y2Ba 首歌gydF4y2Ba d . Z。gydF4y2Ba 李gydF4y2Ba z L。gydF4y2Ba 前体的女士和AE活动时空演化的规律性岩爆预警在急倾斜和极其崩落采矿条件下厚煤层gydF4y2Ba 岩石力学和岩石工程gydF4y2Ba 2019年gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 21gydF4y2Ba 你gydF4y2Ba h·S。gydF4y2Ba 你gydF4y2Ba s . H。gydF4y2Ba 元gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba f . T。gydF4y2Ba 白gydF4y2Ba 问:S。gydF4y2Ba 完全机械化的现状在中国急倾斜煤层开采技术gydF4y2Ba 阿拉伯地球科学杂志》gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 1978年gydF4y2Ba 1982年gydF4y2Ba 10.1007 / s12517 - 014 - 1546 - 0gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 84933675093gydF4y2Ba LvgydF4y2Ba W。gydF4y2Ba 吴gydF4y2Ba Y。gydF4y2Ba 明gydF4y2Ba lgydF4y2Ba 阴gydF4y2Ba J。gydF4y2Ba 迁移法合成回填的屋顶在急倾斜煤层长壁的脸gydF4y2Ba 矿物质gydF4y2Ba 2019年gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba 3gydF4y2Ba 188年gydF4y2Ba 203年gydF4y2Ba 10.3390 / min9030188gydF4y2Ba 2 - s2.0 - 85063646324gydF4y2Ba 贝gydF4y2Ba Z。gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba s G。gydF4y2Ba 王gydF4y2Ba l·G。gydF4y2Ba 陆gydF4y2Ba y L。gydF4y2Ba 变形破坏机制和支持测量在急倾斜煤层巷道gydF4y2Ba 《采矿与安全工程gydF4y2Ba 2011年gydF4y2Ba 28gydF4y2Ba 2gydF4y2Ba 214年gydF4y2Ba 219年gydF4y2Ba 高gydF4y2Ba m Z。gydF4y2Ba 京gydF4y2Ba h . Q。gydF4y2Ba 机械的分析不对称的巷道底鼓gydF4y2Ba 安徽科技大学杂志》上gydF4y2Ba 2012年gydF4y2Ba 32gydF4y2Ba 4gydF4y2Ba 38gydF4y2Ba 43gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba j·G。gydF4y2Ba 曹gydF4y2Ba a . Y。gydF4y2Ba 余gydF4y2Ba z . M。gydF4y2Ba 京gydF4y2Ba g . C。gydF4y2Ba 刘gydF4y2Ba h . Y。gydF4y2Ba 巷道的应力特征的研究在深度和斜缝gydF4y2Ba 中国煤炭gydF4y2Ba 2016年gydF4y2Ba 42gydF4y2Ba 8gydF4y2Ba 30.gydF4y2Ba 34gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba 气gydF4y2Ba x H。gydF4y2Ba 研究变形特点及大角缝巷道周围岩石参数的支持gydF4y2Ba 论文gydF4y2Ba 2015年gydF4y2Ba 西安,中国gydF4y2Ba 西安科技大学gydF4y2Ba 在中国gydF4y2Ba