深部开采巷道围岩力学特性深度与倾角影响的数值模拟研究

该研究论文主要关注的是不同赋存条件下的巷道围岩力学特征，通过对淮南谢一矿513(3)工作面回采巷道进行数值模拟来探讨。巷道的力学特性受到诸如埋深、岩层倾角和地质构造等多种因素的显著影响。研究发现，随着巷道埋深的增加，水平位移、垂直位移、水平应力和垂直应力均呈现出非线性增长的趋势，这表明随着深度增加，巷道围岩的塑性区域逐渐增大，可能会导致更大的变形和潜在的稳定性风险。 岩层倾角的变化对巷道水平位移和水平应力的影响尤为明显，相比之下，对竖直位移和垂直应力的影响较小。这意味着在倾斜的岩层中，巷道的稳定性会随着倾角的增大而变得更加复杂，可能需要采取不同的支护措施以防止围岩破坏范围的扩大。这项研究对于深部开采中的巷道设计和安全管理具有实际意义，因为它可以为工程师们提供数据支持，帮助他们优化巷道设计，确保在复杂的地下环境中实现安全和高效开采。 数值模拟部分采用了两种方案：一是构建三维数值模型，分别模拟不同深度（200m、400m、600m、800m）下巷道围岩的力学特性，这样可以了解深度变化如何影响巷道的性能；二是针对特定的岩层倾角（20°），进一步分析不同角度下的力学响应，以评估斜巷道的设计挑战。 通过这些模拟结果，研究人员能够识别出巷道围岩力学行为的关键参数，为制定合理的支护策略、防止矿压显现及控制巷道变形提供科学依据。这项研究不仅有助于提升深部开采的安全性，也有助于提高煤炭行业的整体技术水平。