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在矿山建设中,井下巷道是矿山运输、通风、排水及人员、设备行走的通道,也是人们进行各种井下生产活动的空间。如果其稳固性达不到一定的要求,将直接影响井下生产的正常进行,甚至造成人员伤害,设备损伤。本论文以山西华晋焦煤公司沙曲矿为工程背景,针对其南翼14204工作面的具体情况,运用有限差分数值分析方法,对巷道的开挖及其在工作面回采扰动下的过程进行了数值模拟,并将分析结果反馈于设计方案,用于指导后期施工。
本文意在研究工作面回采动压条件下巷道的锚固支护设计,并依据锚索排距的不同,分别为1.5m,2.0m,2.5m,采用摩尔-库仑模型,来进行锚索参数的优化设计。本工程主要分为巷道的掘进开挖和工作面的回采两个过程来进行数值模拟计算,并在每一过程中又采取了分步开挖的方式,即巷道的分步掘进和工作面的分步回采,以其尽可能准确的模拟工程的实际进程。
通过数值计算,对比不同锚索排距下相应的塑性破坏区的范围,位移的大小以及应力的分布情况等,以巷道顶板下落位移为主要衡量指标,并适当兼顾经济性,确定出最为合理的支护方案。此外,我们还在实地现场进行了长时间的顶板离层监测,实际证明,理论分析和实际监测结果比较吻合,取得了理想的支护效果。
本文的研究对象来源于实际问题,最后提出的支护方案在实际工程中也取得了良好的效果,基本达到了研究目的。