大断面巷道对围岩稳定性的影响深度模拟

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性的影响是一个关键的工程问题，特别是在深部开采和矿井改造项目中。以常村煤矿11204工作面为例，其初始设计采用了半圆拱形巷道，采用硬质塑料网和冷拔丝编织网作为护帮顶，配合H型钢带支护，以及锚索进行加固。然而，当计划将主斜井改造为两部皮带对接运输时，需要在皮带机头对接处采用大断面设计，这使得大断面巷道的维护变得更为复杂。 大断面巷道的出现，特别是绞车房、变电所和交叉点等区域，由于围岩应力集中，普通锚网索支护往往难以有效控制其强烈的变形。因此，通过数值模拟的方法对该问题进行了深入研究。数值模拟是一种强大的工具，它能够模拟巷道不同断面尺寸下的围岩塑性区分布、应力场变化以及围岩的变形响应。研究结果显示，巷道断面尺寸的变化显著影响着巷道围岩的稳定性。 随着巷道断面尺寸的增大，围岩的塑性区范围也随之扩大，这意味着更大的应变和潜在的破坏风险。特别是在直墙半圆拱形巷道的设计中，两帮和底板的支护承受的压力较大，成为了稳定性最脆弱的部分。因此，针对大断面巷道，加强这两部分的支护显得尤为重要，可能需要考虑采用更高级别的支护技术或者优化巷道结构设计，以确保在服役期内巷道的长期稳定性和安全性。 此外，这项研究对于煤炭行业的可持续发展具有实际意义，因为它提供了依据科学方法来评估和优化巷道设计的策略，有助于降低运营成本，提高生产效率，并保障矿工的生命安全。巷道断面尺寸对围岩稳定性的影响研究不仅关注于工程技术细节，也关乎整个矿井的经济效益和安全性，是现代煤矿开采工程中不可或缺的一部分。