基于强度折减法的巷道整体安全系数探讨分析

将有限元强度折减法应用到高地应力下巷道的稳定性评价。选用矩形、直墙半圆拱形、直墙半圆拱加反拱形、马蹄形及圆形等5种巷道常用断面开展计算研究。就上述5种典型断面,利用有限元分析软件ANSYS12.0分析了岩土体折减系数对巷道代表点的位移及围岩塑性区的发展的影响,再现了巷道断面岩土体变形发展过程。通过观察围岩塑性区的发展和巷道控制点的位移突变,求得各断面形状的安全系数并找出其潜在破坏面。根据安全系数的大小和破坏面的位置,能够评定巷道断面设计的合理性,并对施工工艺和支护参数提出改进建议。     

水平应力对半圆拱形巷道围岩应力分布及变形特征影响

水平应力是影响巷道围岩应力分布及变形破坏特征的重要因素,通过数值模拟方法研究了水平应力对直墙半圆拱形巷道围岩应力场、塑性区、位移场分布规律的影响,进而为确定巷道支护形式提供一定的理论依据。研究表明:影响巷道稳定性的关键因素是巷道周边的环向应力集中,随侧压力系数λ的增大,帮部围岩的竖向应力集中向顶、底板转移,从而引起塑性区向顶、底板转移,塑性区范围向顶、底板围岩内部扩展,巷道稳定性降低。当λ取值不同时,在巷道顶底板会产生相应的环向或径向拉应力区域,在拉伸作用下围岩整体性能降低,易发生压拉破坏。随λ增大,巷道帮部变形量逐渐增大,顶板下沉量先减小后增大最后减小,底鼓量先减小后增大。     

曲线回归与傅里叶级数组合方法在瓦斯抽采量预测中的应用

为解决瓦斯抽采量的预测问题,针对瓦斯抽采量随时间的变化波动性较大的特点,用曲线回归和傅里叶级数组合方法,建立关于瓦斯抽采量的预测模型。首先采用基于最小二乘原理的曲线回归研究瓦斯抽采量总体趋势,得到回归方程。将瓦斯抽采量观测值与曲线回归结果相减,可得瓦斯抽采量各实测值在回归曲线上的波动值。采用Fourier级数分析该波动规律,得到其Fourier级数方程,将回归方程与Fourier级数方程相加即可完成预测模型的建立。研究结果表明,将此模型应用到某矿瓦斯抽采量预测分析中,预测结果精确度可达到98.39%。