深部煤巷变形规律数值分析：预应力与Matlab应用

"深部煤巷围岩变形规律的数值研究" 深部煤巷围岩变形规律的数值研究是一项至关重要的课题，它涉及到煤矿安全生产的核心问题。随着开采深度的增加，巷道围岩所受的压力和变形程度也随之加剧，这不仅威胁着矿井的稳定性，也对工人的生命安全构成潜在风险。汪良海、郑西贵等学者针对这一问题进行了深入研究。 本文基于各向同性弹性理论，这是一种假设材料在所有方向上具有相同物理特性的理论，适用于均匀且无明显纹理的材料，如深部煤层。研究人员利用Matlab分析软件，对不同埋深和支护预应力集度下的深部煤巷进行数值模拟，以探究其对围岩应力和位移的影响。 通过数值分析，他们发现深部巷道的围岩表面位移呈现出非线性大变形特征，这种变形随着巷道埋深的增加而增大。这意味着巷道越深，围岩承受的变形压力越大。此外，围岩内部受到强烈的水平应力和垂直应力的复合作用，这种复杂应力状态可能导致围岩破裂和不稳定。 在支护策略上，应用预应力集度可以显著降低巷道表面的位移量。预应力集度是指在支护结构中预先施加的应力程度，它可以有效改善围岩的应力状态，防止过大的变形。研究表明，在巷道围岩内部，通过适当预应力的施加，可以形成具有一定厚度和强度的承载结构，这有助于改善巷道周边围岩的应力分布，增强巷道的稳定性。 关键词"深部煤巷"强调了研究的特定领域，"各向同性"反映了理论模型的基础，"预应力集度"突出了支护策略的关键，而"Matlab分析"则表明了采用的工具和技术手段。这些关键词综合起来，构成了深部煤巷围岩控制理论与实践的重要组成部分。 这项研究为解决深部巷道的围岩控制问题提供了新的思路和方法，对于优化矿井设计、提高开采安全性以及延长巷道使用寿命具有深远的意义。通过数值模拟和科学计算，我们可以更准确地预测和控制深部煤巷的围岩变形，从而为煤矿安全生产提供坚实的理论基础。