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矿山平行巷道开挖顺序数值模拟研究
矿山平行巷道开挖顺序数值模拟研究
摘要：矿山巷道的合理开挖顺序对于提高矿产资源的开采效率、降低生产成本具有重要意义。本文通过数值模拟的方法，研究了矿山平行巷道开挖顺序对于巷道开挖效率和稳定性的影响，分析了不同开挖顺序下巷道稳定性的变化规律，并对合理的开挖顺序提出了建议。
关键词：矿山巷道、开挖顺序、数值模拟、巷道稳定性
引言：矿山巷道是矿业生产中的重要组成部分，它们的合理开挖顺序对于矿山的开采效率和安全性具有重要意义。在传统的巷道开挖中，往往采用连续开挖的方式，即将一条条巷道一次性开挖完成。然而，这种开挖方式存在一些问题，如巷道稳定性差、开挖周期长等。因此，研究巷道开挖顺序的优化方法，对于提高矿山的生产效率和安全性具有重要实际意义。
方法：本研究采用数值模拟的方法，通过建立巷道开挖模型，计算巷道开挖过程中的应力、应变和变形等参数，来分析不同的开挖顺序对于巷道稳定性的影响。
结果与分析：首先，我们选取了两种常用的开挖顺序进行模拟研究，分别是从上至下的顺序和从下至上的顺序。通过模拟计算，得到了两种开挖顺序下巷道的应力、应变和变形情况。结果显示，从上至下的开挖顺序下，巷道的应力和应变较大，变形较大，巷道的稳定性较差；而从下至上的开挖顺序下，巷道的应力和应变较小，变形较小，巷道的稳定性较好。
进一步分析发现，从上至下的开挖顺序导致了巷道应力和应变的集中分布，从而加剧了巷道的变形与破坏；而从下至上的开挖顺序能够避免应力集中，减小了巷道的变形，提高了巷道的稳定性。
讨论与建议：基于以上模拟结果，我们提出了一些建议，以优化矿山平行巷道的开挖顺序。首先，应选择从下至上的开挖顺序，以减小巷道的应力和应变，提高巷道的稳定性。其次，为了进一步提高巷道的稳定性，可以考虑增加巷道的支护材料和加固措施。此外，巷道开挖过程中应合理安排开挖周期，避免连续开挖导致的应力集中现象。
结论：本文通过数值模拟的方法研究了矿山平行巷道开挖顺序对巷道稳定性的影响，并提出了一些建议。实践证明，从下至上的开挖顺序能够有效提高巷道的稳定性，减小巷道的变形与破坏。因此，在实际矿山巷道开挖中，应优先考虑采用该开挖顺序，以提高矿山的生产效率和安全性。
参考文献：
[1]矿山压力与岩体力学研究组.（2008）.岩层开挖巷道支护与运输.矿冶工业出版社.
[2]张建民,张瑞卿,张巍.（2015）.矿山巷道开挖顺序对巷道稳定性的影响分析.矿业科学技术,15(4),458-462.