深埋煤巷圍巖流變參數(shù)反分析及支護(hù)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著煤炭開采深度的不斷增加，許多礦井的開采深度已經(jīng)達(dá)到上千米，巖石表現(xiàn)出了一定的流變特性。在高地應(yīng)力作用下，軟巖巷道礦壓顯現(xiàn)劇烈、變形較大，深埋高應(yīng)力軟巖巷道的支護(hù)問題愈來愈突出。因此，研究深埋軟巖巷道的變形破壞機(jī)理，對控制巷道圍巖穩(wěn)定性具有重要意義。本文結(jié)合趙莊煤業(yè)深埋煤巷變形破壞嚴(yán)重的特征，采用理論分析、現(xiàn)場監(jiān)測及數(shù)值計(jì)算等方法，基于流變理論通過反分析方法得到了符合工程實(shí)際的圍巖流變力學(xué)參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了深埋軟巖巷道的原有支護(hù)

2、方案。取得的主要成果歸納如下：
　?。?）以線彈性理論為基礎(chǔ)，采用兩種計(jì)算模型分別計(jì)算出了巷道變形的線彈性解析解。并在此基礎(chǔ)上，基于 Burgers蠕變本構(gòu)模型經(jīng)過理論推導(dǎo)，得到了巷道變形的黏彈性解析解，為反分析計(jì)算做鋪墊。
　　（2）針對基本BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法在計(jì)算過程中誤差函數(shù)容易陷入局部極小值而難以達(dá)到全局最小值導(dǎo)致算法精度不高的問題，采用PSO算法對BP算法的不足之處進(jìn)行了修正，得到精度更高的智能反分析算法。
　

3、?。?）將現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)代入修正后的反分析算法中經(jīng)反分析計(jì)算得到了符合工程實(shí)際的圍巖Burgers蠕變模型力學(xué)參數(shù)值。同時通過數(shù)值計(jì)算揭示了隨著時間的增加，Burgers模型不同蠕變參數(shù)的變化對巷道變形影響的內(nèi)在機(jī)理。
　　（4）在得到圍巖Burgers模型蠕變力學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，研究了注漿加固體不同力學(xué)參數(shù)、不同注漿時間、不同注漿加固圈厚度等因素對注漿支護(hù)效果的影響。經(jīng)分析得到，單純提高某個注漿體參數(shù)值或某幾個參數(shù)值，很難得到最合理