基于现场测试及数值分析的坚硬顶板巷道支护参数设计.docx

基于现场测试及数值分析的坚硬顶板巷道支护参数设计
标题：基于现场测试及数值分析的坚硬顶板巷道支护参数设计
摘要：在地下矿山工程中，巷道支护的设计是确保工作面安全和生产稳定性的关键要素。坚硬顶板巷道的支护参数设计对于保证巷道的稳定性和安全运行至关重要。本文通过现场测试和数值分析相结合的方法，研究了坚硬顶板巷道的支护参数设计。
1.引言
地下矿山巷道是实现矿山生产的重要基础设施，而坚硬顶板巷道支护是保障巷道稳定性和安全运行的关键。巷道支护参数设计需要充分考虑地质条件、巷道尺寸、存在的岩层和顶板变形等因素。传统的支护参数设计方法往往基于经验和统计数据，缺乏实际的工程验证和科学依据。因此，本文旨在通过现场测试和数值分析相结合的方法，对坚硬顶板巷道支护参数设计进行研究。
2.现场测试
为了获取相关数据，本文选择了某矿山坚硬顶板巷道作为研究对象，进行了现场测试。在现场测试中，首先对巷道进行了岩体密度、地应力和地面位移的测量。同时，采集了巷道不同位置的岩石样品，并进行了室内三轴试验，获取了岩石力学参数。通过现场测试获得的数据为后续数值分析提供了重要依据。
3.数值分析
基于现场测试获取的数据，本文利用数值分析软件进行了巷道支护参数设计模拟。数值模型包括了巷道尺寸、岩体特性、支护结构和荷载等因素。通过改变不同参数的取值，通过数值模拟研究巷道支护的稳定性和受力情况，确定最佳的支护参数。
通过数值分析，本文研究了不同尺寸、不同材料的支护结构对巷道稳定性的影响。同时，还考虑了巷道顶板的变形情况，通过数值模拟分析了岩层破裂和巷道变形的过程。根据数值模拟结果，结合岩石力学参数和现场测试数据，确定了适用于坚硬顶板巷道的支护参数。
4.结果与讨论
本文的研究结果表明，基于现场测试和数值分析相结合的坚硬顶板巷道支护参数设计方法具有一定的可行性和有效性。通过现场测试获取的数据为数值分析提供了基础数据，而数值分析则可以模拟不同参数下巷道的受力和稳定性情况。通过对不同参数进行灵敏性分析，可以找到适用于巷道的最佳支护参数组合。
然而，本研究还存在一些局限性。首先，现场测试的时间和范围有限，无法完全反映不同地质条件下的巷道情况。其次，数值分析模拟过程中存在一定的误差，需要进一步完善模型和算法。
5.结论
本文通过现场测试和数值分析相结合的方法，研究了坚硬顶板巷道支护参数设计。通过现场测试获取了巷道的地质和力学参数，通过数值分析模拟了不同参数下巷道的受力和稳定性情况。研究结果表明，该方法对于坚硬顶板巷道支护参数设计具有一定的指导意义和应用价值。进一步研究可以拓展现场测试范围和改进数值分析方法，以提高巷道支护参数设计的准确性和可靠性。
参考文献：
[1]Zhang,L.,&Gong,Q.(2019).Numericalsimulationandfieldtestanalysisofroadwaystabilityinafullymechanizedcavingfacemining.AdvancesinCivilEngineering,2019.
[2]Liu,D.M.,&Shao,Y.J.(2018).Determinationofrockfailurecriterionforhardroofcoalincoalminingfacesupportedbyboltsandcables.GeotechGeolEng,36,275-285.
[3]Li,X.,Gong,Q.,Meng,Q.,&Wu,K.(2020).Fieldmeasurementsandnumericalmodelingofrockburstinadeephardrockmine.InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences,127,104200.