基于FLAC^3D模拟的矿山巷道掘进煤岩变形破裂力电耦合规律的研究

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• 出版年：2005
• 作者：肖红飞；何学秋；冯涛；王恩元；朱川曲
• 单位1：湖南科技大学能源与安全工程学院
• 出生年：1971
• 学历：博士
• 职称：副教授
• 语种：中文
• 作者关键词：采矿工程；FLAC^3D；巷道掘进；煤岩变形破裂；力电耦合；电磁辐射（EME）；应力场；数值模拟
• 起始页：812
• 总页数：6
• 经费资助：国家安全生产科技发展计划项目（04-232）：湖南省科技攻关项目（03JTY2005）
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 是否内版：否
• 刊频：半月刊
• 创刊时间：1982
• 主办单位：中国岩石力学与工程学会
• 主编：冯夏庭
• 地址：武汉市武昌小洪山
• 邮编：430071
• 电子信箱：rock@whrsm.ac.cn
• 网址：//yslx.chinajournal.net.cn
• 卷：24
• 期：05
• 期刊索取号：P478.066357
• 核心期刊：全国中文核心期刊；中国科协优秀期刊；湖北省优秀期刊；El核心收录期刊

摘要

首先通过FLAC^3D软件对矿山巷道掘进过程中煤岩内部应力场分布规律进行了数值模拟，并提取了各个单元的应力值：然后根据数值模拟应力值和煤岩受压变形破裂过程中产生的电磁辐射(EME)强度与煤岩内部应力之间的力电耦合关系式研究了巷道掘进过程中产生的电磁辐射信号变化规律。研究结果表明：模拟应力值的变化规律与理论分析和现场实际围岩应力显现规律是一致的，从而说明该方法能正确模拟现场煤岩受采动影响时内部应力场的变化规律；将较大范围煤岩体单元当作电磁辐射源时的计算结果只比将应力集中区看作电磁辐射源的计算值大3%～8%，说明在现场监测到的EME强度反映的是应力集中区煤岩变形破裂的程度；EME强度在迎头沿着走向符合先逐渐增大达到峰值后再逐渐降低的规律，呈现出与煤岩内部应力变化相同的规律；随着迭代时间的增加，EME强度在同一监测点的变化关系先是逐渐增加，增加到一定程度后趋于平缓，反映了煤岩体内部应力的变化规律；巷道开挖后内部应力变化的快慢表现在EME强度的变化上。现场钻孔内不同深度EME强度测定结果基本上也呈现出与模拟结果相同的变化趋势，同时证明了力电耦合方法的合理性。