坚硬底板卸压槽防冲原理及优化研究.pdfVIP

2013年第4期 张运海：坚硬底板卸压槽防冲原理及优化研究 15 通过方案一的8种方案比较分析，得出：在巷道 (1)对于卸压槽的位置的分析比较。由位移曲 底板开挖宽度为0．8m，深度为2．01TI的卸压槽对底 线分析可以看出：卸压槽在巷道底板中间位置比在 板应力和位移的改变效果最为显著。 左边位置效果好；应力曲线分析可以得出：卸压槽在 2．2．2 卸压槽处在巷道底板左侧位置 左侧位置要比在中间位置应力值的变化效果更加明 方案二：巷道底板靠左边缘开挖卸压槽，实施方 显 ，但是应力峰值相差小于2MPa。结合模拟结果 案具体如下：(a)卸压槽尺寸为0．4nl×1．5In；(b) 综合考虑得出：卸压槽的尺寸为0．8nqx2in，位置 卸压槽尺寸为0．5m×2IT1；(c)卸压槽尺寸为0．5 在中间时卸压效果最好。 Inx1．5IT1；(d)卸压槽尺寸为0．5m×2m；(e)卸压 (2)卸压槽处在巷道底板中间位置 以及底板左 槽尺寸为0．8mx1．5m；(f)卸压槽尺寸为0．8m× 侧位置时，不同尺寸卸压槽对巷道底板的改善效果 2m；(g)卸压槽尺寸为 1．0mx1．5m；(h)卸压槽 存在一定的规律性，卸压槽对巷道底板的位移量以 尺寸为1．0IT1×2m。 及应力值的改善效果并不是随着卸压槽的尺寸的增 图8为卸压槽在巷道底板左侧时底板位移变化 大而增加 ，而是呈一定的曲线变化规律 ，如图lO 曲线图，由曲线图可以看出，沿巷道底板的走向的位 所示 置上底板的位移量基本保持不变，不同尺寸的卸压 槽对底板位移变化有一定的影响，在开挖卸压槽之 后巷道底板的位移量有明显的改善，最大值为0．325 眯耧 届 in，比无卸压槽时减小35％。 皿旺4 卸压槽宽度，m 图 10 卸压效果等级 曲线 图8 沿巷道走 向方向底板位移变化 曲线 3 结 论 图9为卸压槽在巷道底板左侧位置时底板应力 变化曲线图，沿巷道走向的同一位置巷道底板的应 (1)巷道底板弯曲变形 ，主要是由于底板受到 力值基本相 同，图中显示不同尺寸卸压槽对巷道底 的应力值大于临界值。临界值的大小与埋深、底板 板应力的改变很显著，经过开挖卸压槽底板应力的 的厚度、宽度以及弹性模量等参量有关。 最大值达到28MPa左右。此时应力峰值比无卸压 (2)理论研究结果表明，开挖卸压槽可 以有效 槽时减小4O％。 降低巷道底板的冲击危险。 (3)通过对巷道底板不同位置及尺寸开挖卸压 槽数值模拟结果比较分析得出：在巷道底板中部开 挖卸压槽效果较好，且模拟的结果表示尺寸为0．8 mx2in卸压效果最优，应力值减小46％，位移量减 小51．2％。 作者简介：张运海(1969一)，男，山东微山人，2007年毕 图9 沿巷道走向方向不同方案底板应力变化曲线