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煤炭是目前我国国民经济赖以生存和发展的主要能源。然而随着开采力度的不断加大,巷道压力大、地热、巷道难以维护等问题不断呈现出来,给人民的生命安全造成威胁,给国家的经济利益造成巨大损失。因此,从长远来看,煤矿巷道断面选择及围岩支护的数值分析问题,将对今后安全、经济、合理的开发煤炭资源具有特别重要的战略意义。
本论文广泛收集整理国内外相关文献资料,综合考虑多方面的影响因素,对煤矿巷道断面形式选择和支护技术进行了分析研究,并借鉴其它学科的发展,辅以有限元及力学分析等手段,分别对断面形式为矩形、半圆拱形巷道以及锚杆支护巷道建立模型,借助ANSYS有限元软件进行数值分析计算。
通过对比矩形巷道、半圆拱形巷道、锚杆支护巷道三个模型的计算分析结果得出:
(1)半圆拱形为巷道最优断面;
(2)锚杆能够有效的控制围岩的变形;
(3)锚杆支护对竖向位移的控制作用较大的区域集中在巷道围岩1.8m范围以内,以及巷道的两个底角部。对横向位移的控制作用较大的区域集中在巷道顶板、底板、两帮中部1.6m范围以内,以及巷道的两个底角部。为今后锚杆支护的间排距、长度等的确定提供了依据。