创建时间:2024-12-18 09:39
本项目使用的Itasca软件
项目简介
位于德国某煤矿区的一座通风井,最初作矿区的一部分,于19世纪末投入使用,井深约600米。自煤矿关闭后,该通风井与周边其他竖井共同构成了矿区中央排水系统的一部分。作为技术改造的一环,计划将该通风井改建为井道。为此,竖井直径需扩大至3.3米。原竖井采用约50厘米厚的砖石结构砌成,改造后将通过混凝土衬砌进行加固。为评估该混凝土衬砌的预设尺寸,需对二次应力场进行数值模拟分析。
Itasca项目职能
Itasca工程师使用FLAC3D 7.0软件对二次应力场进行了三维模拟分析。岩石力学行为采用一种具有断裂条件的线弹性理想塑性材料模型来描述,该模型符合莫尔-库仑强度准则和非关联流动法则。竖井的砖石砌体结构通过FLAC3D中的“遍布节理”(Ubiquitous-Joints)材料本构模型进行模拟。扩建后的竖井混凝土衬砌则通过具有特定抗拉和抗弯刚度的壳单元建模,与设计相关的内力可以直接从各向同性线弹性壳单元中提取。
项目结果
通风井周围二次应力场的数值模拟结果显示,竖井附近区域由于采矿活动导致了岩体的应力集中。深度约为350米的通风井正好穿过这一区域。此外,在相对较硬的地质条件下,可能会出现较高的压应力和拉应力。
图1:两个煤层和两个平巷区域的开采情况,红色和紫色区域为采空区
图2:通风井区域的法向力分布
基于FLAC3D软件的煤矿通风井衬砌支护设计数值分析
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