深井穿尖交岔点突变失稳机制分析及应用
Analysis and application of catastrophe instability mechanism of intersection point in a deep roadway作者机构：安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学矿山地下工程教育部工程研究中心安徽淮南232001 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013
出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)
年 卷 期：2022年第43卷第S1期
页 面：521-531页
核心收录：
学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学]
基 金：国家自然科学基金面上项目(No.51964002) 安徽理工大学引进人才基金(No.13210028) 安徽理工大学校级资助重点项目(自然科学类)(No.xjzd2020-17)
主 题：深部巷道工程 穿尖交岔点 尖点突变模型 敏感性分析 工程应用
摘 要：深部煤炭开采中软岩巷道围岩支护问题,尤其是软岩交岔巷道围岩稳定性长期深受关注。由交岔点变形破坏内在原因分析得出,其顶板与三角区岩柱支撑体系是交岔点失稳破坏的薄弱点。基于“等效跨度概念并结合突变理论建立交岔点顶板-岩柱系统简化受力的尖点突变模型,获得交岔点尖点突变方程及系统失稳破坏的充要判定条件。分析了工程地质因素(埋深H、岩柱弹性模量E)、巷道交岔点结构参数(交岔角度θ、巷道高度h)及支护参数a对交岔点稳定性影响。得出θ、E、a与控制参数v的非线性关系存在曲率变化拐点。当θEahH,即当围岩较软弱时交岔点稳定性受岩柱强度影响较为强烈,交岔点设计角度不宜小于35°。当θ≥35°,E≥16 GPa时,敏感度顺序为hHθaE,即当岩柱强度较高时交岔点稳定性受结构参数影响较大。结合丁集矿深井软岩工程实例,采用理论分析指导交岔点设计参数优化。矿压监测数据表明,优化支护设计有效地控制了西三轨回联巷交岔点围岩变形,验证了理论推导方法的正确性。
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