软岩巷道变形与压力分析、控制及预测

• 作者: 王永岩
• 来源期刊: 岩石力学与工程学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 软岩巷道 围岩压力 变形仿真 内外有限元 预测方法
• 年，卷（期）: 2004,（1）
• 所属期刊栏目: 博士学位论文摘要
• 页码范围: 158-158
• 页数: 1页
• 分类号: P6
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-6915.2004.01.034

摘要

煤炭一直占我国能源的70%以上,在国民经济建设中占有举足轻重的地位.随着煤炭开采越来越向深部发展,矿井软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出.能否解决好软岩巷道的支护问题,是煤炭开采向纵深发展和安全生产的关键,迫切需要对其进行深入的研究和探索. 本文系统地论述了软岩的特征及其力学属性、软岩巷道破坏的特点、围岩变形的影响因素和软岩巷道的支护原则及其巷道的维护方法等.从软岩巷道承载机理出发,分析了软岩巷道支护与围岩相互作用机理、锚杆与围岩的最佳匹配强度,并对软岩巷道围岩压力和支架载荷作出了解析分析,为软岩巷道围岩及支护变形控制分析和数值计算奠定了理论基础. 本文重点应用矿压理论和非线性有限元方法,探索了软岩巷道支护变形和压力计算的反算法、内外边界元方法和开巷初期临时支护压力预测等新方法.这几种方法避免从正面直接研究问题的复杂性,而是以实测软岩巷道围岩位移(或压力)为依据,利用Hooke-Jeeves优化方法,将计算位移(或应力)向实测位移(或应力)逼近,从而反推算出作用于巷道支护上的围岩压力分布.实现边界罚单元与有限元法的结合,可直接预测开巷初期围岩压力的分布,推导了带有边界罚单元的有限元方程. 论文中应用国际上著名的大型有限元分析SAP,ANSYS和ABQUS,分别计算软岩巷道围岩与支护变形及压力,并实现了对围岩变形的动态仿真显示,增加了巷道围岩位移变化的可视性.系统地分析了软岩巷道的破坏形式及巷道的理想断面,对软岩巷道卸压维护方法进行了深入分析、计算和研究.通过对爆破卸压巷道的维护实践,证实了将围岩压力高峰点引向围岩深部的卸压理论.并对井底水仓软岩巷道联合支护方法进行了模拟仿真计算和支护实践及观测分析. 本文将时间序列分析方法、灰色系统理论方法和人工神经网络3种方法引入到软岩巷道变形预测的研究中,开发、编制了ARMA(2·1)模型和GM(1.1)模型等软件,并对该3种预测方法进行了分析、比较.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王永岩		22	455	11.0	21.0