摘要：针对深部煤层巷道矿压显现剧烈且巷道变形难以控制的问题,基于Kastner公式对巷道高宽比、侧压系数、埋深、断面形状、围岩强度5种影响巷道围岩稳定性的因素展开正交数值模拟实验,通过方差和直观分析图法研究了各因素对巷道变形破坏的敏感性。采用平面弹性复变函数理论分析了不同侧压系数与巷道高宽比下椭圆和矩形巷道围岩的应力分布规律,对椭圆形和矩形巷道宽高比和形状进行了优化设计。研究结果表明:围岩强度与侧压系数是影响巷道围岩稳定性的主要因素,埋深、断面形状、巷道高宽比为次要因素;椭圆形巷道在等轴应力比下围岩应力差值最小;矩形巷道宽度为5 m、高宽比为0.6左右时,应力集中程度较小;针对矩形巷道应力快速增高区,在考虑承压特性和断面利用率的基础上设计了圆角矩形优化巷道,确立了圆角半径的计算公式,通过数值模拟验证了其良好的性能。

摘要：针对韩家洼煤矿22^(#)煤层房柱式开采后,对19^(#)煤层上行开采的可行性进行研究。首先通过理论分析对其可行性进行了初步论证,随后采用FLAC^(3D)数值模拟软件建立模型,设计19^(#)煤层上行开采的不同方案,从应力、塑性区、位移三方面对22^(#)煤层与19^(#)煤层开采后的矿压显现规律进行分析。结果表明:22^(#)煤层开采后,煤柱与采区煤壁出现应力集中现象,但层间岩层稳定性较高。19^(#)煤层底板的下沉量仅为5.5~9.1 cm,且均匀连续,煤岩层的完整性较高。工作面沿着盘区大巷两侧推进的方案3为19^(#)煤层的最佳上行开采方案,且在此方案下,煤岩层与煤柱的应力均有所降低,层间岩层破坏范围较小。理论分析与数值模拟的结果均表明19^(#)煤层满足上行开采条件。