优化非对称品字形巷道群掘进顺序的扰动效应模拟研究

巷道群掘进顺序对扰动效应影响模拟研究关注的是在煤炭开采过程中，特别是深井巷道群中的巷道布置和施工顺序对周围岩体稳定性的影响。研究以某煤矿的特定结构为例，包括专用回风巷、胶带机上山和回风上山，这三种巷道构成一个非对称的“品”字形布局。作者设计了6种不同的掘进方案，通过排列组合的方式，旨在找出在有限空间条件下，不同开挖顺序导致的水平应力场、垂直应力场以及位移场变化，从而确定最优的掘进顺序。 模拟研究采用了数值模拟的方法，将实际巷道群的位置和尺寸作为模型的基础，巷道设计为直墙半圆拱形，具有固定的宽度和高度。边界条件设定为：左右、前后边界为位移固定约束，上部边界考虑为应力边界，施加均匀的上覆岩层载荷，以反映真实地质环境下的应力作用。岩石的力学参数是基于实际地质条件设定的，这有助于确保模拟结果的准确性。 研究的核心是探究掘进顺序对巷道群内应力分布和位移响应的影响，因为不同的开挖顺序会导致围岩应力重新分布，可能引发地压活动、巷道变形甚至潜在的塌方风险。通过对各种掘进方案的对比分析，研究发现方案4在保持巷道群稳定性方面表现出最优效果，为类似工程中的巷道布置和隧道挖掘设计提供了宝贵的参考依据。 这一研究成果对于煤矿开采行业的实践意义重大，因为它可以帮助工程师们优化施工计划，减少不必要的安全风险，同时提高工程的经济性和效率。在深部开采中，合理的掘进顺序管理对于维持矿井的整体稳定性至关重要，因此，这项模拟研究的结果具有很高的实用价值和理论指导意义。