煤層采空區(qū)排水對斜井管片結(jié)構(gòu)影響的數(shù)值模擬分析.pdf

1、新街礦區(qū)斜井井筒采用TBM工法進(jìn)行施工。在煤礦系統(tǒng)，采用立井比較多，而采用斜井比較少。尤其斜井采用TBM法施工可以說在國內(nèi)基本屬于空白。對這一問題開展研究具有劃時(shí)代的意義，它對于我國煤礦建設(shè)技術(shù)是一場革命，為煤礦安全、高效生產(chǎn)具有極其重要的社會、經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文依托新街礦區(qū)煤層開采設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究由于地下水的存在對斜井管片結(jié)構(gòu)造成的不利影響。以數(shù)值模擬為主要研究方法，分別采用UDEC離散元軟件和FLAC3D有限差分軟件進(jìn)行

2、二維和三維數(shù)值模擬。主要分析了煤層采空區(qū)排水邊界條件的變化對斜井管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移產(chǎn)生的影響。
　　用UDEC軟件進(jìn)行二維模擬分析時(shí)，主要考慮了巖體節(jié)理開度和煤層采空區(qū)排水邊界水壓力條件的變化對斜井管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的影響;用FLAC3D軟件進(jìn)行二維和三維模擬時(shí)，主要考慮了煤層采空區(qū)節(jié)點(diǎn)排水量和煤層采空區(qū)排水邊界水壓力條件的變化對斜井管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力和位移的影響。主要研究工作和取得的成果如下:
　　(1)開挖平衡與排水平衡模擬結(jié)

3、果對比可以發(fā)現(xiàn)，采空區(qū)排水使管片結(jié)構(gòu)內(nèi)力相對于煤層開采結(jié)束時(shí)有所增大。且管片結(jié)構(gòu)最大軸力均出現(xiàn)在左幫偏下，最大彎矩則有從左幫向右?guī)鸵苿拥内厔荨?br>　　(2)煤層采空區(qū)排水會對管片結(jié)構(gòu)位移尤其是豎向位移產(chǎn)生影響，且增加幅度較大。
　　(3) UDEC二維模擬結(jié)果顯示，巖層的節(jié)理開度越大，采空區(qū)排水量也越大，對管片結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力的影響就越大。
　　(4) FLAC3D二維模擬結(jié)果顯示，煤層采空區(qū)單節(jié)點(diǎn)排水量越大，對管片結(jié)構(gòu)的