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基于 MatDEM 的锚杆索支护煤巷稳定性数值模拟实验研究

MatDEM

5月前浏览148

论文题目

基于 MatDEM 的锚杆索支护煤巷稳定性数值模拟实验研究

王其洲 1,2，胡从严 2，叶海旺 1,2，李宁 1,2，雷涛 1,2

1. 武汉理工大学矿物资源加工与环境湖北省重点实验室，湖北武汉 430070；

2. 武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070

研究内容

摘要：以某煤矿受叠加支承压力强烈影响的锚杆索支护煤巷为背景，针对巷道大变形特征，以及颗粒离散元模拟方法缺少支护构件等问题，利用矩阵离散元软件 MatDEM，建立叠加支承压力影响煤巷三维颗粒离散元模型。通过颗粒生成 clump 来模拟锚杆和锚索支护构件，研究叠加支承压力作用下的巷道围岩应力分布规律和变形特征。利用颗粒堆积方法，综合考虑支护体内部颗粒与颗粒之间以及支护体与外界颗粒之间的相互作用力，建立了 MatDEM 软件中颗粒堆积型锚杆和锚索模型。研究表明：煤柱和工作面回采产生的叠加支承压力诱导巷道围岩产生非对称集中应力，且主要分布在巷道的顶板位置，应力集中系数最大达到 2.4，叠加支承压力的强烈影响范围为超前工作面 30 m 左右；巷道顶、底板以及两帮均出现强烈收敛变形，并在应力集中区产生大变形特征，其中底鼓量约为 1 m。