矿井巷道斜巷与正洞夹角对交叉段影响的有限元分析.pdfVIP

第５０卷第２０期山西建筑Ｖｏｌ．５０Ｎｏ．２０

·８８·２０２４年１０月Ｏｃｔ．２０２４

ＳＨＡＮＸＩＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ

１０．１３７１９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００９－６８２５．２０２４．２０．０２０

ＤＯＩ：

矿井巷道斜巷与正洞夹角对交叉段影响的有限元分析

王世贤，李百伦，张优

（山东唐口煤业有限公司，山东济宁２７２０００）

摘要：随着煤炭开采的技术趋于成熟，人们对开采过程中的安全问题也愈发重视。由于矿井中巷道功能类型的不同，施工

过程中会出现巷道交叉的情况，唐口煤矿７３０７工作面施工道与７３０７轨道顺槽、皮带顺槽均属于交叉巷道。根据现场施工地

质条件，利用ＭｉｄａｓＧＴＳＮＸ有限元软件建立斜井与正洞夹角角度分别为３０°，６０°，９０°三种工况下的有限元模型，对斜井与正

洞夹角在交叉段应力场及位移场中起到的作用进行了分析，发现斜井与正洞相交角度的不同，对交叉段岩体结构的力学行为

产生的影响也将不同。

关键词：ＭｉｄａｓＧＴＳＮＸ有限元；正洞交叉；应力分布；顶板变形

中图分类号：ＴＵ４３１文献标识码：Ａ１００９－６８２５（２０２４）２０－００８８－０４

文章编号：

０引言１６０ｍ，６３０４皮带顺槽以东１０ｍ处；南距新河矿井田

边界煤柱约１９５ｍ，边界两侧各留设煤柱５０ｍ；北面

近年来我国经济快速发展，在国民经济发展中，煤

为未开采的实炭区。垂直上下方各煤层均未开采，无

炭行业发挥着不可替代的作用。煤炭行业施工一直处

采空区。７３０７工作面煤层为３号煤层，３号煤为黑

于高峰期，由于井下地质条件具有复杂多变性，不可避

色，条痕色为褐黑，油脂光泽，碎块状—粉末状，暗煤

免地会出现施工风险，在风险管控中顶板管理尤为重

为主，亮煤次之，内生裂隙发育。该煤种属气煤，其普

要，合理选择和运用巷道施工方法对顶板管理至关

式硬度系数为１．３５。由于该工作面顶板岩性相变较

重要。

大，局部顶板为厚层泥岩，松软易碎，顶板压力大。

顶板管理，从原理角度出发就是有效控制顶板处煤

岩体的变形。多年来，针对围岩变形的各项研究成为专２有限元分析方法

［１］［２］

家学者们的目标。其中，班海军针对在松软岩层采随着计算机科学技术的快速发展，有限元法已成为

掘过程中出现的区域性小面积顶板掉落、掉渣现象，从工当今工程分析中应用最广泛的数值计算方法。迈达斯

作面周期来压期间和特殊时期两个方向对顶板管理措施

（ＭＩＤＡＳ）有限元分析软件是一种用于工程结构分析和设

［３］

进行了梳理。李建波通过数值模拟对复合顶板条件下

计的计算机辅助工具。它基于有限元分析原理，可以在

对穿巷道对穿前后的应力状态进行了分析，并提出了一

不同的荷载和边界条件下模拟和分析各种不同类型的工