陶二煤礦深部開(kāi)采熱力耦合行為研究.pdf

1、深部開(kāi)采過(guò)程中，巷道圍巖溫度隨著開(kāi)采深度的增加不斷升高。為了能夠更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)和防治深部開(kāi)采中的地質(zhì)災(zāi)害事故，為設(shè)計(jì)合理的開(kāi)采計(jì)劃提供更加科學(xué)的依據(jù)，對(duì)高地溫、大地壓耦合作用下深部巷道的應(yīng)力分布規(guī)律和圍巖變形特性進(jìn)行深入研究是非常有必要的。
　　 本論文采用有限元軟件ANSYS模擬計(jì)算了不同巷道壁溫度下深部巷道圍巖溫度場(chǎng)的分布規(guī)律和熱應(yīng)力分布規(guī)律，對(duì)深部開(kāi)采中巷道圍巖的地應(yīng)力分布和熱力耦合行為進(jìn)行了數(shù)值模擬并進(jìn)行分析對(duì)比，得到了

2、深部巷道圍巖熱力耦合作用下的應(yīng)力分布和變性特征。并對(duì)陶二煤礦-711m水平北運(yùn)輸大巷進(jìn)行巷道變形監(jiān)測(cè)，得到巷道開(kāi)挖支護(hù)后25天的巷道變形規(guī)律。
　　 通過(guò)模擬計(jì)算得到如下結(jié)論:
　　 (1)在原巖溫度為37℃時(shí)地?zé)嵩谙锏乐苓叜a(chǎn)生約6～7MPa的熱應(yīng)力，并且在巷道兩幫的影響深度約為5.8m左右，巷道頂部和底部影響深度約為4.6m左右。在開(kāi)采深度為-711m，原巖溫度為37℃時(shí)，隨著巷道壁溫度的上升，巷道圍巖應(yīng)力增大，巷道圍

3、巖徑向位移增大，側(cè)壁圍巖水平位移減小。
　　 (2)巷道熱力耦合作用計(jì)算得到的圍巖應(yīng)力比不考慮耦合作用時(shí)最大增大約2Mpa，最大增加量約15％，圍巖應(yīng)力變化最大區(qū)域位于徑向深度約為1.8m處。熱力耦合作用對(duì)巷道圍巖應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng)在徑向深度為0～8m的范圍內(nèi)影響比較顯著;在徑向深度8～14m范圍內(nèi)，影響較小，當(dāng)徑向深度大于14m，可視為沒(méi)有影響，巷道圍巖變形量最大增加約10.5％左右。
　　 (3)通過(guò)對(duì)陶二煤礦-711m