深部巷道让压槽钢梁技术及模拟研究.pptxVIP

深部巷道让压槽钢梁技术及模拟研究汇报人：2024-01-21

引言深部巷道围岩力学特性分析让压槽钢梁结构设计与优化数值模拟方法及模型建立让压槽钢梁技术应用实例分析结论与展望contents目录

01引言

深部巷道围岩控制是矿山工程领域的重要问题，传统支护方式难以满足深部巷道围岩大变形的需求。让压槽钢梁作为一种新型支护结构，具有良好的让压性能和承载能力，对于深部巷道围岩控制具有重要意义。通过数值模拟研究，可以深入了解让压槽钢梁的工作机理和支护效果，为工程实践提供理论支持。研究背景和意义

03数值模拟方法在巷道围岩控制研究中发挥着越来越重要的作用，为支护结构设计和优化提供了有效手段。01国内外学者在深部巷道围岩控制方面开展了大量研究，提出了多种支护理论和技术。02让压支护技术作为一种新型支护方式，近年来在国内外得到了广泛关注和应用。国内外研究现状及发展趋势

建立深部巷道让压槽钢梁支护结构的数值模型，模拟不同地质条件和支护参数下的围岩变形和支护效果。通过数值模拟分析，研究让压槽钢梁的工作机理和承载能力，探讨其支护效果和适用条件。结合工程实践，对让压槽钢梁支护结构进行优化设计，提出合理的支护参数和施工工艺建议。010203研究内容和方法

02深部巷道围岩力学特性分析

深部巷道围岩的密度通常较大，反映了其较高的物质紧实度和内部结构的复杂性。岩石密度弹性模量泊松比抗压、抗拉、抗剪强度围岩的弹性模量较高，表明其在受力时能够保持较好的稳定性和刚度。深部巷道围岩的泊松比一般较小，说明在受力过程中，其横向变形相对较小。深部巷道围岩通常具有较高的抗压、抗拉和抗剪强度，能够承受较大的地应力和工程荷载。围岩物理力学性质

深部巷道处于复杂的原岩应力场中，包括自重应力、构造应力和温度应力等。原岩应力场应力集中应力松弛由于巷道开挖引起的应力重分布，导致围岩中出现应力集中现象，尤其是在巷道顶板和两帮部位。随着巷道的稳定和支护措施的实施，围岩中的应力逐渐松弛，但仍保持较高的应力水平。030201围岩应力分布规律

在巷道开挖初期，围岩主要发生弹性变形，表现为岩石的压缩和膨胀。弹性变形随着应力的增加和时间的推移，围岩逐渐进入塑性变形阶段，出现剪切滑移和流动现象。塑性变形当围岩中的应力超过其强度极限时，将发生破裂和失稳，表现为岩石的碎裂、片帮和冒顶等破坏形式。破裂与失稳围岩变形破坏机制

03让压槽钢梁结构设计与优化

结构形式让压槽钢梁通常采用工字钢或H型钢作为主要承载构件，通过焊接或螺栓连接形成连续的梁体。特点具有较高的承载能力和刚度，能够有效地控制巷道顶板的下沉和变形；同时，让压槽钢梁还具有一定的可缩性和让压性能，能够适应围岩的变形和移动。让压槽钢梁结构形式及特点

让压槽钢梁在受到上覆岩层的压力作用时，会产生弯曲变形和内力分布。其中，内力主要包括弯矩、剪力和轴力。受力特点通常采用弹性力学方法、有限元方法或数值模拟方法对让压槽钢梁进行受力分析。这些方法能够准确地计算出让压槽钢梁在不同荷载作用下的内力分布和变形情况，为结构优化提供依据。分析方法让压槽钢梁受力分析

材料优化选择高强度、轻质材料，如高强度钢、铝合金等，以降低梁体自重。优化目标在保证让压槽钢梁承载能力和稳定性的前提下，尽可能地降低其成本和重量。截面形状优化通过改变让压槽钢梁的截面形状和尺寸，提高其承载能力和刚度，同时减少材料用量。结构形式优化根据巷道的地质条件和支护要求，选择合理的让压槽钢梁结构形式，如连续梁、简支梁等，以降低结构复杂度和成本。连接方式优化采用高效、可靠的连接方式，如摩擦型高强度螺栓连接、焊接等，以提高连接强度和稳定性，减少连接件的数量和重量。让压槽钢梁结构优化方法

04数值模拟方法及模型建立

有限差分法将连续问题离散化，通过求解差分方程近似解微分方程，适用于规则网格划分和线性问题求解。有限元法将连续体划分为有限个单元，通过单元节点连接形成整体，适用于复杂形状和非线性问题求解。离散元法将连续体划分为离散块体，块体之间通过接触力相互作用，适用于大变形和破裂问题求解。数值模拟方法介绍

模型建立根据实际工程背景，建立深部巷道让压槽钢梁的三维数值模型，包括巷道围岩、支护结构和让压槽钢梁等。参数设置根据地质勘察资料和实验室测试结果，设置模型的物理力学参数，如岩石密度、弹性模量、泊松比、抗压强度等。同时，设置让压槽钢梁的几何尺寸、材料属性和让压参数等。边界条件与初始条件根据实际工程情况，设置模型的边界条件和初始条件，如地应力场、位移约束、初始支护力等。模型建立及参数设置

应力场分析通过数值模拟得到巷道围岩和支护结构的应力场分布，分析让压槽钢梁对围岩应力的调整作用。支护效果评价根据位移场和应力场分析结果，评价让压槽钢梁在深部巷道支护中的效果，为工程实践提供理论依据。位移场分析通过数值模拟得到巷道围岩和支护结