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煤矿巷道合辑.pdf

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目 录 不同装载情况下矿井活塞风效应的数值模拟 …………………………………………………彭 云,赵伏军,黄寿元,刘 畅(001) 切顶卸压沿空留巷技术研究及应用…………………王维维,李凤义,兰永伟(005) 复合顶板回采巷道灾后的垮塌状态………张国华,郝传波,于会军,许元华(009) 新安矿深部软岩巷道大变形特征及原因………………孙晓明,王 冬,王 聪(015) 厚煤层全煤巷道单轨吊车的联合锚杆吊挂技术……李安邦,聂 羽,刘成良(020) 粉煤灰基胶结材料在新安矿 3832 沿空留巷的应用 …………………………………………………………李凤义,聂文波,陈 雷(024) 矿井煤与瓦斯突出规律及挡突装置数值模拟 …………………………………………………金珠鹏,郭鹏飞,孙广义,黄 夏(030) 7~9m 急倾斜厚煤层 Z 型通风工作面的矿压显现规律………董长吉,翟永胜(036) 大采高综采工作面区段煤柱的合理尺寸…………………………………申培文(040) 矿井活塞风效应数值模拟…………………………………………………彭 云(044) 深部巷道围岩瞬态温度 - 热应力的耦合作用………李铁增,王 丽,李玉梅(049) 掘进巷道过采空区围岩应力演化规律数值模拟………………张国华,范秀利(055) 井下断层地质破碎带巷道堆积体垮落形态 ………………………………………………郝传波,于会军,张国华,蒲文龙(061) 全断面快速掘进煤巷粉尘的分布规律…………………刘永立,刘 迪,沈 斌(067) 采煤工作面进风顺槽空冷器的位置布置优化 ……………………………………………………王 浩,黄 明,孔 松,董占元(072) “三软”煤层回采巷道的中空注浆锚索支护…………………毕业武,范秀利(077) 煤矿突水灾区变坡巷道堵塞特征……………………蒲文龙,郝传波,张国华(083) 垮冒堆积体中救援通道位置及断面形状的模拟 ……………………………………张国华,李文成,陈 刚,郝传波,张大鹏(088) 煤矿水灾变坡巷道堵塞堆积体的力学特性…………蒲文龙,郝传波,张国华(095) 矿井“应急排水 - 快速清淤”的固液两相流数值模拟 …………………………………………………………郝传波,蒲文龙,张国华(100) 矿井水害事故巷道淤泥快速凝结的实验研究 ………………………………康 健,王 鹏,焦冰君,代少军,林井祥,唐志超(106) 煤矿巷道盾构开挖过程中围岩的力学行为 ……………………………………………………杨 悦,高 霞,陈孝国,陈维新(111) 深部高强开采下巷道大变形及卸压的支护技术……金珠鹏,秦 涛,张俊文(116) 深部高应力巷道支护参数的多因子优化……………耿伟乐,黄俊歆,郭胜利(121 深井软岩巷道底臌的数值模拟………………………张晓宇,蒋元男,李 者(126) 掘进巷道快速通过采空区围岩的控制技术…………毕业武,张春峰,范秀利(131) 不同加载速率下砂岩的破碎规律…………迟学海,蒲文龙,杜宏飞,周 建(137) 构造应力场对巷道布置的影响……李 涛,关长国,秦 涛,金珠鹏,孙佳琪(142) 巷道围岩破坏的地应力特征与数值模拟……………刘振文,郝传波,付 贵(148) 宏泰 26B 层回采巷道顶板的岩体质量分类 ……………………………肖福坤,侯志远,胡 刚,刘宝良,陈 刚,樊慧强(154) 工作面顶板弧三角形悬板结构的形成机理与控制技术………陈永斌,袁 超(160) 矿井综掘工作面追踪捕尘原理与系统工艺 ………………………………………………刘世明,高明星,杨德智,赵建华(167) 基于切顶短壁梁理论的留巷围岩变形规律 ………………………………………韩 雪,张赛一,王 炯,马新根,于光远(172) 综掘工作面气固两相流耦合的 CFD 模拟……………张迎新,柏宗君,陶 金(177) RTODO-CL 与高斯滤波的井下人员定位算法………………沈显庆,刘莹歆(181) 综放面沿空侧巷道支护设计的数值模拟与应用……王文林,赵 宾,王方田(187)  24  1  2014  1   3. ‘’“”•–—  , 2  , ­€‚ƒ,  410116; 2. „ (1.  Jan. 2014  1  ! Vol. 24 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 3 4  ,    †‡ˆ‰Š‹ƒ, „ —€‚ƒ˜™š›, ‰œ •–— 243000; 4.  ŒŽ 411201; —€‚ƒ,  410012) ": ,  ­€‚ƒ„ † ‡ˆ‰Š‹, ­€‚ƒ„ † ŒŽ‘’‡ˆŠ“,”•–—˜™š。 ›œ ž’Ÿ¡¢£ Ÿ¡¤¥„,¦§‚ƒ„¨© † ª« ¬ŒŽ、 ¢£ ®¯°ª;¤¥„ † ž’±²³´—µ¶·« ‚ƒ„µ¶, ‚ƒ„µ¶;¤¥„ ‚ƒ; † º•Ž»¼‚ƒ。 ’¸²µ¶ª« ž ž’±²、’¸²Ÿ¡ † —µ¶¹ª« #$%: † ; ½‚ƒ; ´¯—; Ÿ—; µ¶ doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 01 007 &'()*:TD724 +,-*:2095- 7262(2014)01- 0030- 04 +./01:A Numerical simulation study on mine piston wind effect under different loading conditions PENG Yun1 , ZHAO Fujun2 , HUANG Shouyuan3 , LIU Chang4 (1. Changsha Design & Research Institute of Chemical Industry Ministry, Changsha 410116, China; 2. School of Energy & Safety Engineering, Hunan University of Science & Technology, Xiangtan 411201, China; 3. Sinosteel Maanshan Institute of Mining Research Co. Ltd. , Maanshan 243000, China; 4. Changsha Institute of Mining Research, Changsha 410012, China) Abstract:Aimed at reducing the influence of transport equipment on mine ventilation system, this paper describes the development of numerical analysis model for mine piston wind associated with noload and full load of tramcars, the numerical simulation of piston wind effect occurring in these two cases, and the production of the graph of flow field trace. The paper concludes that, at the same condition between running speed and tunnel ventilation of train, noload conditions produce a greater piston wind effect than full load ones, with a greater influence on tunnel ventilation resistance; piston wind affords a smaller in fluence distance to train’ s anterior static pressure field in noload than in full load, while it produces a greater influence distance to train’ s rear static pressure field in noload than in full load; and noload of fers a greater velocity field than full load in both anterior and rear direction. It follows that the control of piston wind should be focused on the situation of noload. Key words:piston wind; loading condition; pressure field; wind velocity field; influence distance 2345: 2013 - 11 - 12 6789:;: ž Ÿ(1987 - ) ,¡,„ ¢£¤¥,¦§‹¨,©ª,€‚«¬: -1- ®ˆ‰Š,Email:pyj791@ 126. com。 ê1 * 0 ¡• α = A0 / A t 。  :/  、,   , , , ­ €‚ ƒ„  †‡ˆ‰, Š‹Œ p1 - p4 = p2 - p3 + p in + p out = p0 , [1 - 5] 。 Ž‘’“” Ž‘ • ,   –  ‹ — ˜ ™ š › ‹ Œ œ p in 、p out ———ª\™ýð α 1 2 , ρα( v0 - v1 ) C Dt - 2 (1 - α) 2   2 1 α  p out = ρ( v0 - v1 ) 2 , 2  (1 - α) 2 ] (4) •:C Dt ———¸‡ŽÎ。 2  Ö×- ßàá â ã ä    à Œ å æ † Î Ï Ì Í Ë çè 。 [ p in =    •  ©  ,   • †  ª « ¬ ®¯° , ± ² ³ Ÿ ´ † µ ¶ · 。   € †  ¸ Ž ‘ Ë Ì Í ,   † Î Ï Ì Í Ð Ñ Ò Ó Ô [6 - 8] , Ö×Ø ° Ù Ú , Û Ü £ ×  Ý Þ  , Š ¬ Õ Ë、 ³þ¸©† ­‡。  , Š ‹ Œ ž Ÿ ¡ ¢ › † £ ¤ 。 ¥ ¦  § ¨ ©¹º»¼½¾¿ , ÀÁÂ̆¯° , ÄÅ €Œ¸ª « Æ À ¾ ¿ 。 Ç È ,  Š É Ê †    (3) •:p1 - p4 ———}†, ü.†Â ̇ p0 ;  1 31 (,:¬ßàáâãäÂÌåæ†ÎÏÌÍ ) ~ªô, } (  ) • âãË Ø°。 ®{Ö , 3 m, 1 2 m,,‰ 100 m; ‰ 1 m,‰ 1 2 m,},‰ 20 m。 ¢ ( á) âãØ°Ö 1 m × 1 2 m × 20 m †,  € Œ ¸ ª « é  ä Þ  : ê  ,   ‹ ë † Œ ¸ ¬ ì  í; ê î,   • Œ ¸ Ö ï ¸ ð ¶ ; êñ ,      • ò ó  © 。      • , ìØ°ª ô Ì õ  ö 1 ÷ ø 。  à Œ å æìªÖ 1 ~ 4  £ ¤ ù 、3 ú ¬ ß ¸ û , ü ý ð †Ëþ ¸ û 1 ~ 2 , ÿ ò ¸ û 2 ~ 3 ~ ³ þ ¸û 3 ~ 4 。 á) âã}ªÖ 10 ,  ,‰Ö 2 m,€­Ö 0 8 m、, 1 8 m、 ; (  1 1 m, Ç  ] >[, ÇÈ, Š ­Ø°Ö€ž ]。 ‚ƒ Fluent •,ƒþ„ƒŒóƒþ,ƒþŒó 2 m / s,Turbulence † Intensity and Hydraulic Diam eter,¡• Turbulence Intensity 5% 、Hydraulic Diame ter  1 m;³þÖ‡³þ,Gauge Total Pressure     „Ö 0, Turbulence Intensity  „ ƒ 5% 、 Hydraulic Diameter  1 m。 ‡ÔĤ—¸、Implicit、kepsi     lon Model(2 epn) ,¡ˆ=ΉŠ‹Œ [10] ; Öתô   •    †  à Œ ,   ù Ž  „ƒ Moving Reference Frame,  ©  Ö ‘ Œ        1  Fig. 1 Piston wind analysis model , ü’Ìõ†³þ 8 m / s。 ~}†|{[ª\Ö A t ~ A0 , ý ]{[^Ö A t - A0 。 _`©}Š †@ ?£¤,Š>=<Ž,}£¤ùû; [9] ¸©†·ÑÖ v0 A 0 = v1 A t + v2 ( A t - A 0 ) , ìÅýð ÿó‰: αv0 - v1 , v2 = 1 -α (1) (2) ƒþ  , ó‰Ö ª\ŠÓÁ“”Ìõ•ë Fluent Ô , ªô¡ –—。 Ö×>ªô,˜  >™š、› >™š ( œž|{ ) ž|{ 3 ” {- –—。 2 1  “”Ìõ•, ÿ  ™š{ ( ›Ÿ Ö 1 m) Ì͖—,“”âãƒþ;³þ¡ + ¡¢üÖ†‡, “”âãä+{ª« ö 2 ÷ø。 -2- 32 ”                       • – — ˜ ™ š                                 œ 24 ž ›                                          š     ­  €‚  ƒ             ­€  ‚ƒ  ­„                                                             ­ 2 Fig. 2     ­  €‚  ƒ    4 Fig. 4  Plane full field Z[, Jc d! 346 7 Pa,  356 5 Pa。 2 2  e df, WX ,L ~ } , = < ; ó ’  ù Á ÿ · : ð/Ô †    。 À Á  à ’   , . È ù Á ÿ Ä Å  " + , ! ‚ 0 1ȕô ä å +  ) À Á ` @ õ   2 +  ; #÷ , ȕô1 , ¿’ ÁÿÄÅ] š²ª¥< , ŒÈ•ôäåÁ‚èé , `@]¨ ™ ¯ ° 40 mm, ³ . þ   ¦ Ç € ‹ € ]ߨ‚ 32、42、75 mm, ·¯° 42 mm `@ ] ¨ , ö´™µ`@ª¶ß¨‚ 40 mm, · ­‚ 1 2 m。 •ôš-,Ä 、 ÀÁ`@ 、 ù+<*¦§ )(€ 。 ÀÁÂÒ “”»‡'&Î%í $ : #‹ , ¿ ’  š±Ž (2) ¸Ë˹º»  ¯°`@† ߨ, ¼½¾† š²ªŽ, ¦Ç¯° 38 mm ¹º» 50 mm,·¿† -6- ߨ‚ 25、38、50 mm, † 2 5» ,ÀÁ 4`@† , 5­ Â`。 22 Ó Ô Õ Ö × × Ù 24 Ú Ø (3) , ,  ,。 (4)  ,  -   ,   ­€‚  , 。 ()&* . / 0 1 (5) ƒ †。 ‚‡ˆƒ  „  ­†‰, Š ‹ŒŽ‘ ’ˆ “‡­ˆ‰Š, ”‹­Œ• ­€„  –—Ž‘’“ 。 ˜™ 8 ”•”š –,›œž†Ÿ 1. 6,ƒ—˜¡ 1 ¢ 2 m,ƒ 2 2  ()&* § 4  Fig. 4  ¡­ ¢£«¬®¤¥¦§ [5 - 8] ,ˆ¯ °†±²,˜™ª« ¨­©‰Š # ¬ˆ 8 ”³´¥¦§ˆ¯ µ†¶, ˆ¯ °†·¯。 ®,¯°± ¢²³´¸µ,¹ºœ +,- #$<9=  &'  ()&* # £—˜¡ 4 ¢ 6 m,™¤¥š¦,‚‡ ¨›©œž¦Ÿª。 !"# $%  ()&*    &' 2 2. 2 . / 0 1  !"2 3 / 4 5 678 9:; #$<9>  Roof cutting blasting and supporting diagram  Äŏ ž¶·²³»¥¦§²¼¸¹½©­¾“¶· ²³,” ¢­¿À。 2 2 1 ¢°±²³  Á  + Ã Ä Å Æ ² ³ , Ç È ÉŸ  µ Ê  Ë ­ Ì ©  Í ¦  ,  ίÏ¥ºŽ Ÿ    µ Ê œ ž ¶ · ² ³ , Ð Ë ² ³  ¦ :   º, ¯    µ Ê Ï ¥ » ­Á ,  Ï ¥ 6 m Á  , Ñ ³ Ò Ó ¯    ¼ ¿ À • ” ½;   Ï ¥ Ž, Ÿ » ­ Á  œ ž » ¢£«¬®å¥¦§¨©‰ Š,¹©‰Š»æ¥¦§­Æœ¹ǽ©­, ¡”È”½©­É©¶·²³ˆçÊ©‰ŠË ­¸。 —˜ÌŸ¥¦§Íº 30 m,¥¦§ èŽ 70 m ¤ 100 m éꋜž½©¾“¶ ·²³,¶·²³”ÖË ²³É, Ԕ  ¾Î,µÊ íî †¿À 5。 ½”Ö¾Î, ë쥾, ÐË  ­ , ¯ ԏ  Õ  —  Ö Ë ² ¾ ¶ · ² ³, ¯   Ô × Ø Ù Ú Û Ü, Ï ¥ † ¿ $% À 3 、4 。 &'( )%  !"#  *+, .# &'!( #$% !" &'( &)*( :;< +,-./ Fig. 3 3 012 7859 6 7 8 9 3456 5 % ) % /01 234  Schematic diagram of roof cutting pressure  :; relief support layout »­Á£ 2 m,½݂»­ÁÂ, » -  ­。 »­¸、 »­ ­Þ߁ Fig. 5 3 “Á †ÂƃõÊËàáâ ãä¹À。 -7- 5   Schematic diagram of temporary support  ¯ª«¬ˆªÏм - 500 Ñ 8 ”Ò¬ï # Æ1 Ç ¬´´,¨:„ ,  2 m。 , 6 m  ,  6 。  6 , , , 5 m   5 m  , ,­€‚ƒ 。 23 ÈÉ–Ê 2 m,  6 m ” , #  ;  8 ‘’‰ •­ €–—˜’™‚, ƒ„ š› + œ† # ‡ˆ + ‡‰”žŸ¡š¢£¤;  8 ‘’ ‰­€, ¦ 100 m ‹Œ。 Š¥¤Ÿ¡š¢,š¢ Ž‚ƒš¢、 Ÿ¡š¢、 ‘、 §‘ ’“¨š¢©¤””, ª  „ ,«ž—,•–—« ¢ ”— 。 : [1] ˜™š, ¬›œ. ‘‰„ [ M] . žŸ: ®¡‰¢¯°£ ¦§¨. —©ª«„ [ J] . ‰±  ²³  —¬ , ¤¥, 2008.   [2] 1997( Z1) : 159 - 160. [3] ® [4] ¶·¸, ¹º!, ¹"#, ¨. ½¾´µ ¯, ¬°¨, ¬´´. µ±²³‘’´µ [ J] . ·¸¹º„°»°¼, 2013, 23(2) : 159 - 162. ¡, CN201662371U[ P] . 2010 - 12 - 01. [5]  Fig. 6 4 6 ¶±„ »¼»½: ® $¡%. ¿¥š¢—¾ÀÁ™¿[ J] . ‘° ¼, 2005, 30(4) : 429 - 432.  [6] &', ()*, Ã+,. —Ī-½™¿–š  Process of blasting construction ¢„ [7] [ J] . ‘º°„ ¹., / , 2013, 41(7) : 35 - 37, 42. 0. 12—23„ ÀÁ³45« 6[ J] . ·¸¹º„°»°¼, 2011, 21(6) : 436 - 439.  [8]  7 ƒ„ „ †‡ˆ‰†Š‹€ - 500 ŒŽ 8 # ‘’ ˆ“ 。  -8- 8, 9:*, (;Ž, ¨. <Å=‘’”Ž‚ [ J] . ·¸¹º„°»°¼, 2013, 23(4) : 319 - 323. (   )  24  1  Vol. 24 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  1   1,2  , Jan. 2014  1,3  , 2  , 1,2 (1.   ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰( ) , Š‹Œ 150022; 2.  Ž‘’“, Š‹Œ 150022; 3. , Š‹Œ 150022)  ! ":  ­, €‚ƒ„ †‡ ˆ,‰Š‹Œ‚Ž‘ ’“”•–‡—˜‚–‡™ š›,‰œžŸ¡‹ ¢£¤¥ ¦§¨©ª« ¬®¯° ±²³´,µ¶·¸¹Œ‚Ž‘³´,º» ¼¥¡½,  ¾¿À¡‹ ÁÂÃÄÅ。 ƌ‚Ž‘ÇȉÈÉÊË¥ÌÍÎ,ÏÐ ’“ + ÑÒÓԂ¾¿;ƌ‚Ž‘ÇȉÈÉÊË¥ÌÕÎ,ÖÏВ“ + ’× + ÑÒÓԂ ¾¿,µØٻВ“˜‚ÚÐ、’א”•ÚЪ«ÑÒӐۿÚÐ。 ÜÝÞ ßÃà á⠐,ãä Áå‡æç,ª«À¤ èÇéãêë—ì¬í, î ïðñò。 ; ; ; ±² #$%:Œ‚Ž‘;  doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 01 002 &'()*:TD322 4 +,-*:2095- 7262(2014)01- 0006- 05 +./01:A Analysis of collapse shape about mining gateway under condition of composite roof after disaster ZHANG Guohua1,2 , HAO Chuanbo1,3 , YU Huijun2 , XU Yuanhua1,2 (1. Heilongjiang Ground Pressure & Gas Control in Deep Mining Key Lab( Heilongjiang University of Science & Technology) , Harbin 150022, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:Following the discussion that mining gateway collapse has important influence on safe and rapid rescue, this paper analyzes the collapse shape of composite roof mining gateway under anchor bolt suspension principle and combination principle, combined with mine pressure theory, offers the height calculation formula of collapse empty area and conditions more likely to block rescue route after mining gateway collapse, and from the perspective of rescue, gives the corresponding suggestion for support of mining gateway according to different composite roof conditions. The composite roof stratum layers of mi nor cumulative thickness render it advisable to achieve a combined support using the combination of an chor bolt and metal net; the stratum layers of a greater cumulative thickness make it suitable to effect a combined support using the combination of anchor bolt and cable and metal net, with concurrent use of anchor bolt’ combination function, and cable’ s suspension function, and metal net’ s blockprotect func tion. The study is of important reference value to prejudging the influence of mining gateway collapse on rescue , drawing up disposal schemes before carrying out the rescue, improving control quality about min ing gateway surrounding rocks, and upgrading the antidisaster ability about mining gateway. Key words:composite roof; mining gateway; rescue; collapse; blocking 2345: 2013 - 11 - 17 6789: ”•–—˜™š›(51374097) ;œžŸ¡¢£„¤¥¦š›(2012) :;<=>?: §”¨(1971 - ) ,©,ª«¬,®¯,°±,²³´µ: @ 163. com。 -9- ¶·¸ ¹­ 、€‚ º»ƒ,Email:zgh710828131 ¢1 Ü 0  ¿Œ±=À,“Ç«‡†š´•Œ:/,Ž¦§ £¼ŒÊ¨±=ÀÊ ( ¢ 1a) 。 ¶>=<;å  ,  ,、  7 %$#,’:>=<;ÐÏŒ:/ ­€、‚ƒ „ †‡ˆ „ ‰Š‹ ŒŽ‘’。 “”•–—˜, ™š›œ’ž  ±Œ°„,¦§Á«°„,Õ <;Ö)·¦§,‡Õ¸¹”•ŒŒ>=å± ÁÂÌÕ^¹•Œå^, <;‡†š´ •Œ:/,Ž¦§£¼ŒÊ±¨ÁÂÊ ( ¢ 1b) 。 Ÿ ¡ ­ Ž, ¢ £  ¤ ¥ ‘ ¦ § Œ „ ¨ © ª ” † 10% ,«¬®¯°±²³´µ、 ­€¶·  ¸¹Žº»、¼³½¾¿À、ÁŽ‘”†ÃÄŹ [1 - 5] Ž ÆÇÈ­  。 ÉÊË£ÌÍÊÎÏÅÐÏÑ Ò,™š›œÓÔ¡­ÕÊˋÖ,×ØÙ¡­ [6 - 9] ŒÐÏÚÛ   。 ÁÜÝ,  ÞßàáâÍÊãäåæçèéÅâêŒ ëìíî,äåŒæçïðÅñòóôõöŒ   ÷ø,ùúûØüý†ôþõÿ~。 }|,Õ {­[ܑ\]^ØÙŒ{ ,ՙš›œ’~úûüŒÊ, _¯ Õ。 {   Œ`   ôè ¡ Œú äåÅ@ñú ,°、°¨?Ԍ>=<;, ՙš›  œ’úûÊý¡­ 。 <;ÕÐÏýÛ, אã«íî, ûÊŒ€‚¹Õ֌ƒ„ † :/,‡Õ¡­™š›œ,÷ˆ‰Š úû、.-,  ‘’。 1 Fig. 1 ­«Õ™š›œú ,‹ŒçŒ÷Ž 1     Anchor bolt support principle about composite roof of mining gateway –ÅƑ¥, ՙš›œŽÇ äåÅäå - ‘¥ÈÉ[­Ê©Ê: £¨ ¦§‘¥Ä ›œüäå - ‘¥ÈÉ[­¥‘Ë(¹ÌÊ ;ͨ›œ¥‘ø'³´äå [­³ÎÊ 。 ˆãÇäå ¨?ÿÏ, äå - ‘¥•Œ ÈÉ¡­Ð&;ã±ÇäåÖ¯´óŒ Ñ  “”ÐÏä啌Œ–—¡, ˜™ :<;•š›Œúû, ŒÐÏÎ €:Ô+ÑœžŸ<€,¡¢ 1 £¤,«<;‘¥ ýÔϦ§*‘¥。 >=<;¨ÐÏی£©<;ª, « «¬®¯è¡ 、°¨?Ô、° Å°„Œå±。 ²Ï¦§‘¥ Ž,²¦§ÁÅ>=<;å±°„Œ”³, «‘¥´èý”£µ。 ¶>=<;屌°„ ,£ÏŒ¦§Á«°„,Õ<; Ö)·¦§。 «?ŒÕ¸¹óº»ä֌å °±=Õ£¼,€£½¾、•Œ› ҂Ó,ä啚›Ò£ÔÕÖ。 ÕÍãŒ×=Ê ,ó}Ø_¯úû,ÒÇ¡­ØÙڕ š´。 2  2 1  ɦ§¨¸>=<;ÁÂ^¹¾Ǖ ŒŒå ^,¶¡­Û,«ی帨>=<;»ä֌å, Û Œ<;ÜÝ帨 ^¹ǕŒŒå, ²ދŒ΀:ßà áâ㞀,¡¢ 2 £¤。 Ž,ä´Õ֌ - 10 - 8 – — ˜ ™ š   h , (1) ) d m ·a1 d2m ·k m φ = tan α + cot 45° + V1 = 2 2 2 ( [  (4) ,ˆ—˜‰ ƒ,  V1 、ƒ V2 Š‹™Œ  α——— 。 :H——— φ - d m ·tan α。 2  V3 Žš k——— ;  V2 = k -1 (2) ) ], (5)  ∑ d ≥ cos α, H ž 24 Ÿ œ ( :∑ d——— ;  › a2 = d m ·cot 45° + k·∑ d , h = cos α , › d m ·a2 d ·k m φ = cot 45° + - tan α , 2 2 2 2 m [ ( ) ] (6) ( cosa α + a ) = a φ + 2d ·cot ( 45° + ) ] , k·∑ d · [ 2 cos α V3 = k·∑ d· a1 + 。 2  m (7) :k m ———; a———› “。    2 Fig. 2 2 2 ‹œ ,  h ’Ÿ¡€ ž‘  Calculation diagram of composite roof “œ¢”, collapse under both sides steady h0 a 1 + L + a·a·tan α,  2 cos α 2   h0 a + a2 , = L a1 +  cos α dm   h0 1 + a·tan α, h=  cos α 2 V1 + V 2 + V 3 = ) (  ,   ,, ­€‚ ƒ„ ( †‡ˆ€,‰Š 3 ‹Œ。 )  (8) :L——— h0 ———       (3) ~ (7) £•€“œ(8) ,¤”: h =   Fig. 3 collapse under both sides not steady  ) a2 2 (9)   (3) :d m ———;  a·d m ) ] - a ·tan α - cos α ] m φ a 1 = d m ·tan α + d m ·cot 45° + , 2 φ——— ”•。 –†‡, ƒ    ­ m α 。 ( 2d ·cot ( 45° + 2φ )·cos α + a ) + a·tan 2 ‘’€‚ƒ„““ a1 ( 2 m ( Calculation diagram of composite roof  [ 2d ·k ·cot ( 45° + 2φ ) + 2k·∑ d· [ cosa α + 2d m ·cot 45° + φ 2  Ž Mohr - Coulomb ,  ­ ‘€‚ƒ 。  3 ’‚“; „““  ,  d m ·a a2 ·tan α d2m ·(1 - k m )·cot 45° + φ + + cos α 2 2 。 d ∑ ≥ a φ (k - 1)· 2d m ·cot 45° + + cos α 2  [ ( ( ) ) ] (10) - 11 - Œ1 ´ µ¶·,¸:¹º»² ´µ˜™。 n Œ ®¯( q n ) 1 ‹©‘: 3  3 1       。 ,    ,   ­€‚ƒ, 4 †‡。 H    3 2 5 †‡。 (11) ∑ d2 ——— ”   ’“。 ”’“ ∑ d2   •,–—˜ ™ š›,œ †žŸ¡¢ 1、2、…、n。 £ Fig. 5 ,¤¥¦§¨‹ ©‘: Li = di 2 σ ti , n·q 槡   , (14) ª, €Ì Í †§ “Å«, ά®¬ÏІ,„  cos α k -1  ‘ƒ:∑ d1 ——— ’“; [10 - 11] ¦Ç°§ ∑ d1 + ∑ d2 ≥ cos α。 Š‹­ k, € ƒ„ h: k· ( ∑ d1 + ∑ d2 ) ŒŽ‚ŒŽ ’“ÄÅ,¾ ¨,©ÈÉÊË  ˆ,‰ 5  Calculation diagram of combination beam collapse under both sides not steady £‡ Mohr - Coulomb ‘“Š, ˆ (12)  φ 。 2 ) (15) φ - d m ·tan α。 2 (16) ( d i ———Œ i ’“; ´—°,  †Ç°¯Óӓ a2 σ ti ———Œ i Žª‘“; n———’“‹­,« n = 6; ( a2 = d m ·cot 45° + q———Œ i †¬”®¯。 ••–†°,  ¥¦§¨—±²¤³  †Ç°ÑÒ½®£¯Óӓ a1 a1 = d m ·tan α + d m ·cot 45° + ‘ƒ:L i ———Œ i ¥¦§¨; ‹©Œ (13) ¥¦§¨¼½£§“, a ,€Œ  , ¤†¿ ¾ L1 < cos α ÀÁ»¥žŸÂŒ 2、3、…、n à Ɗ, ‚ŒŽ collapse under both sides steady ‡ˆ‰ Š  , º‹©ž ( q n + 1 ) 1 < ( q n ) 1 , € ( q n ) 1  ‘(12) ƒ q Ÿ‹©。 ˆ,¡»‘ (12) ‹©† ¢ž ∑ d2 。 Calculation diagram of combination beam h = Ei d ∑ i =1 3 i ‘ƒ:E i 、γ i ———Œ i( i = 1,2,…,n) ¶·¸š ›¹œ。 。 ,¤  Fig. 4 i =1 ¢Œ  4 n   ; E1 d31 ∑ γ i d i  , †° n ( qn ) 1 =  , ,  „ 9   ) ˆ,ÔÕ±“,  ² V1 、 ² Ž V2 ³² V3 Ö - 12 - Ž Ž 10 à V1 = V2 = Ä Å d m ·a1 d2m ·k m φ = tan α + cot 45° + 2 2 2 ) ], ( [ Æ [ ( ) m ,ƒ ¦¡§‚¨¢©ª«£¤, ¬ ¥œ¦ƒª«, ‘®¯‚°±ƒ§žŸ ›œ。 ,² „ ,´”µ¶· + ¨¸©¹  ‹³± ª«;² „  ‹³, ­´”µ¶· + ¶º + ¨¸   ∑ d2 。   h: h = [   ,,   ( ) [ cosa α + 2d ·cot ( 45° + 2φ ) ] a·d m - a2·tan α - cos α ( ) m ] ) [ ( ) ] (21) 4 (2) ‚ (14) ,ƒ „ ,  €,„ †­‡ €‚ ,ˆ 、„ ƒ„ ‰、  †‡Šˆ。 ‰‹Š,   €, „  ‹,ŒŽ ‘€‚ ‹•Ž  。  ,†­„  (10) ‚ †­‡ £¤„ ÅÆ。 5   (1) ƒ “”, •–—˜ÇÈ ¯°¶µ€,¢†™‚ žŸ·¸‡。 „ „   ‹‰ƒ³±Ï ”µ¶·ÀÁЪ«,†ÄÑÒ „ ‹;² „   Œ’“” , –‡“” 。 ‰‹³Š,Ÿ£¤œ, œ„ †­‘  ‡¥。 (3) Ô§ÕžŸ‡, ®¯‚° Ö†™ƒ¼½、×؞Ÿ›œ,§‚ (21) , Œ€, „ €‚ Ú¾£¤,¬¥œ ±,´”µ¶· + ¨¸©¹ ª«;² „   ‹³, ­´”µ¶· + ¶º + ¨  ª«,ÛÜÔµ¶· Á¶µ‘ ¨¸©Ý«¶µ。 ¸©¹ (4) ¿ÀƒÞߧ  — ‹³ϔµ ¶· Ъ«,†ÄŒ’ÑÒ  ‹,–ÑÒ —  »Ó ,œ¦ª«Ù‘ ¦ƒª«。 ² „    ¾¿ÀÁª« ¬®¯°‡±。 — (2) ² d m·a a2·tan α d2m·(1 - k m)·cot 45° + φ + + cos α 2 2 。 ∑ d1 + ∑ d2 ≥ a (k - 1) 2d m·cot 45° + φ + 2 cos α )  —, ‘”µ¨¸©,²¥µ³Â¶·—´µÃÄ ,­€: ( € †Ä¹§ºÉÊËÌÍΧ,† č‚ƒ ˆˆ Šˆ。 (20)  „ ²†™,„ a·tan α 2d m ·cot 45° + φ ·cos α + a + 。 2 2 (  ª«,»”µ¶·¡ §‚ ,¼”µ¶º½  2d ·k m ·cot 45° + φ + 2k· ( ∑ d1 + ∑ d2 )· 2 2 m “”,¢•–—˜ ‘š›œžŸ‡¥,  „ £¤†™ , )  ‹ š,›‹€, Œ,  €‚œ,ž’Ÿ¡ŒŽ‘ 。 ©¹ 、   ‰ †­™Ž‘€‚ 。 (14) ‚ (21)  ,ƒ‹ (2) ‚(10) ‘ ,, L i < a 1 + a + a2     cos α  ƒ„ (18) ∑ d2  3 1 , ( Ê 24 Ë É ™,„ 2 2 È (17) ( cosa α + a ) = a + 2d · k· ( ∑ d + ∑ d )· [ cos α (19) cot ( 45° + φ ) ] 。 2 1 È ‰、˜、  †‡、 „ Šˆ。 ‰‹—€, „   ] V3 = k· ( ∑ d1 + ∑ d2 )· a1 +  „ d m ·a2 d ·k m φ = cot 45° + - tan α , 2 2 2 2 m Ç „  ‹³ ¶µ、¶ºÀ “” †™‡¥‚ƒžŸ¾¶›œ, à†™§ ‚ º Á, ¬   ® § ‡ ±,  á Š    â £ ãä。 ,­ˆ‹、ƒ - 13 - (  29 ) ¦1 § [8] ­,:¨©žª . 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[8] , [9]  ƒ [ J] .  „ ƒ’ †,  ‡. ˆ‰ [ J] . ‹ ­  Œ    13 - 17. [4] €‚, , ƒ„ .  [ J] . ‹“, 2005, 36(5) : 33 - 35. [5] ”‡ˆ. •‰Š €’, 2011, 7(1) : 5 - 9. [6] , €‚.  [10] [11] [ J] . ‹“ ’–ƒ—Ž[ J] . - 14 -   ƒ —, ƒ‡˜, ”™€. šš‰Š’‚ ›[ J] . ‹“ , 2004, 14(6) : 63 - 65.  , , œžŸ, . ›¡¢œ£žŸ [ J] .  , ¤  , 2013, 23(1) : ¥, ¦§, . žŸ›¡ © ¢    ’   ª £ [ J] . ¤ «    (7) : 135 - 140. ’† ’‹Œ , 2010, 37(4) : 86 - 89. 28 - 33. Š : Ž ‘   , 2011, 31 ( 3 ) : ”. ‰• ’‚ – [ J] . ™‹“  [3] , “ , „¬. ¥® ™, 2009. ¨ , 2010, 33 ¯°±[ M] . ²³:  (  )  24  1  Vol. 24 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  1   1,2  ,  1,2  , Jan. 2014  1,2 (1.   ­€‚ƒ„, † 100083; 2. ‡ˆ ‰Š‹, † 100083)    ! 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These problems come from the com plex geological structure and high stress occurring in depths of 1 000 m; the roof and floor of coal seams dominated by argillaceous rock containing swelling mineral; the surrounding rocks in loose and broken form and of lower intensity; and many destruction phenomena of nonlinearity large deformation failure typical of the occurrence of serious floor heave, siding wall shrink and roof sinking due to excavation. The paper underscores an analysis of the features and causes of large deformation failure of soft rock return air roadway, using multidisciplinary theories, such as engineering geology, soft rock engineering mechanics, and clay mineralogy, coupled with many methods including engineering geomechanics analysis, indoor experimental research, and theoretical analysis. The study finds that the geological environment to which deep soft rock roadways are exposed and the characteristics of surrounding rocks objectively result in non linearity large deformation failure; the limitation of common support subjectively results in large deforma tion failure. Out of these arises the necessity of adopting an effective support pattern to achieve the cou pling of surrounding rock and support body in intensity, stiffness, and structural deformation, to control the deformation, and to ensure the safety of the roadway. The finding may provide theoretical foundation and guidance for the next support design in Xin’ an coal mine. Key words:deep; soft rock roadway; failure mechanism; large deformation 2345: 2013 - 11 - 07 6789:  ŒŽ‘’­€“”(51134005) ; ŒŽ‘’•–“”(51374214 ) ;—˜™š›œžŸ ¡¢ £¤ “ ” ( NCET - 07 - 0800) ;‡¥¦§‘¨©ˆª«¬“®’“”(2009QL03) :;<=>?: ¯°±(1970 - ) ,²,³´µ¶ž,—·,¸¹,¸¹º»¼,©½¾¿: 263. net。 - 15 - À ,Email:xiaoming - s@ 2 0 ;  : / .  ,  + 535 m 750 m,   1 000 m, , ­€‚ƒ„ †‡, ˆ‰Š‹ŒŽ‘、’“”•–—˜、™š›œžŸ ‰¡。 ¢£¤¥¦§¨©ª«¬®, ¯ª«°±² ³´。 µ¤¶·¸¹,  º»¼½‰œ žŸ¾¿‰¡,’“ÀÁ†‡, ÂÃÄÅÆ, ÇÈÇ ÉÊ°。 ËÌ·¸ÍΘ 10 ÏÐ,ќ ÒÓԊÕÖÍΪ, †‡ƒ„ŠÕÖ×Ø Ùڏ ,ÛÜ݊×®ÞÚ。 ßà áâãäåæ磎,螟éê,ž Ÿëœ,蜞Ÿ†‡ƒ„ÇȪ«ì°í£, [1 - 5] 。 óô©‰õ ãä ïðќñò ö÷、 øùú”ûüýþ›ÿ + 535 m  œžŸ¾¿~}, ýþ œžŸ¾¿û, Žì㪫 - œ  + 535 m ,  { €ˆ, Ý   €” 10°,é ,Ź,è” ý Ùç£,、、Ɲ,é ­€‚ [6 - 7] 。 »¼ƒ„ ˆ‰†‡‹Œ Ž‘、–š”’“›,‹ŒŽ‘ ‰ œ† ‡~},•–‰Òˆ‰ôŽˆ‰¡,’“Š œë[‹ 1 800 mm, èÂÃČ Ž‘ÅÆ, àýª«’“( ÇÈ、ÇÉ ) ”•‰•–—ͪ« Ê°。  „   ˜™š‚Š›œ”ž, Ÿ¡¢£¢ 1。  2 1  ’Œ˜™ž”œä ž,¤ìœë¥¦§, €‚¨¹, é  ~³´, ~©ãäåæ\ª’“†‡。 Ô«’Œ¬Øì ®”‹Œ ¯, °±®¥¦, Ô²Š’“。 ³ ˜´µ¶ ·¸,”·¸»,­¹º »ƒ„,’“ëÛ «Ôœ。 ]’“ë¼ì [8 - 10] 。 ³´»¼°½, ’Œ±¾^¿Àž Â͹_èÄ, Å •Æ`¹, Ù†‡’“, ÇáÈ’É Á’Œ                  ­€ ‚     Fig. 1  ¶。 ’“žŸ Êќ¶Ë,’“†‡,’ Œ¾¿ÌèÊ 1 / 2 ÍÎ, Ï ‰²‡žŸ ~}。 ’“눋Р1 500 ~ 1 800 mm,£¢ 2a。 2 2   Ñ@—žŸ,µÒÓÆÔ,ÕÔ֞  [11 - 12] 辿 。 ‹ŒÍéꉳ´¾ë¡Ž‘,à ‰î¡, ϋŒ —”€åæ,£¢ 2b。 ýŽ‘ìí 2 3  Ù´ï𹠁 –àžŸñ žŸ¾¿Ƈ™ ~>。 èƝ=,± ¾ë,œë¥¦ é ò / ó Å€‚¹, ±Ù^¿Àž。 áâ½?ƒ„Ž, ¼ôõ@ê,ö –à{ ÷ø», ‰€Žðù¹‰ [13] å,ö÷ú»,‰€Òðù¹‰å 。 2 4    ƒ   ±ßàç£é  ­Ð»º。 Å ¹,‹Œàá €½?â„ã,­¬ € éä€åæç£, \ª‚ ‹ŒÙç •–žŸ ¤  †  ‡  å ” ð , Š œ å  ë ‹ 1 200 mm,£¢ 2c。 †‡    1 * 24 ) + Ÿ×ÐØÙÚÖ, ƒ×ÐÅÛÖ ž Ÿ,è‹ÐÜ¡Ýޙ»¼ ,è{ª«   , 2 ”|。 1 , Stratum histogram of return air roadway  ­€‚ƒ „ †‡ Á¦§ÇÈ、Çɪ«?, •、•–›Ê°‰¡, £¢ 2d。 †‡ž ŸÔ²Šª«’“ˆ–、疉¡,àýûü{ȱ ‰œë ýþ,àýÇÈ、ÇÉÿ~}, |{[{ûü\] àý¤ê”^–, \ª|{[Ê_ç£。 ÇÈ、 Ç É、<`[›ª«’“¾¿~>ѳ,ª«’“ò Å@­è†‡œžŸ¾¿, ‰ - 16 - ›1 œ žŸ¡,†: ¢£‡ 3 ­¤¥¦ X (1)  1。                    。   。   54 5% ,  ,   61 7% ;   37 3% ~ 57 4% ,   43 6% 。 ­€ ­‚€‚ƒ 。 „ s1 Table 1  pq X tuvtwD(xyz Results of XRay diffraction of full rock mineral    %                    ­ ­ ­        €   ­ ­    ‚ƒ„  †      ­  ­   ‡ˆ‰Šƒ‹€   ­ ­ ­     ŒŽ   €   ­ ­ ­     Ž      ­ ­ ­    (2)  X 2。     , „‡ / ˆ ‰‡Š  44. 0% , 57% ;‡ / ˆ ƒ† † 。 ,ƒ†   39 6% , 44% ;‡Š   13 8% , 20% 。 ‹ŒŽ€,‘ ‰ ’ “ƒ„ ‡,”•ˆ –—‡,˜  ™,‰šŠ‹ ­›œ 。  s2  Table 2 pq X tuvt{|pq(xyz Results of XRay diffraction of clay mineral %       Fig. 2 '2                                                             ­€‚ƒ  lmdZ[jkVn Failure phenomena of large deformation of roadway 3  3 1 oDpqr(   + 535 m    „                 3 2         oDy} ž Ÿ¡ ­›œ Œ€‚Š‹。 ¢Ž‘, ­£‰’¤¥‚¦“, §、 ¨   ”•, –© ­、 —。 §、 ¨ª« ¬ 3。 Ž‘, Š˜®¯™š°¡ ,: Ÿ‰±, - 17 - Ÿ²³¬« ¬ 4。 4 ¾ ¿ À Á   à à Š24 Æ Ä ®£¶ƒ³³,­€´ž, µž¶·,¯žŠ 7•†¸³,¹º 8‚»¹º§, ¼· ¯žŠ§ [17] 8½¸ • 。 ¾, ¹½¿º¼›ž Šº•†¸³,¼·½¸Àª.,9:; ³,º¼›ž• §ÁÂÃ。                      ­€‚ ƒ      Fig. 3 3 、 Argillization and desertification of surrounding rock   4 ,  ,  、   ‡ˆ      „        †‡ 。 、 , ,  。 ,  、  3 3 3 3 1    ­€‚ ƒ ‰ „      ‚, ƒ„ †‡ [14] ˆ†, ‰Š 。 ! ­€ ‚‹ 750 m, ­† 18 75 MPa, ŒŽ€‚  "#ƒ, „  †‘†’“ [15] ” 3 3 2 。  ‡ˆ‰ + 535 m   „               †    ­€‚ ƒ    $Œ 45°,—˜Ž†‘%’™, š›œ† Šž‹ 66°,›œ†“ Ÿž”‹ 21°, › ƒ•Š–‹‹  •• ¡––¢Š–。 £¤†—˜™, š›œ’¥¦  œ†  。 žŸ + 535 m ‡ˆœ、 &¡ '(§¢ £)*,†¤+,-¥,¦§                †  ¨©$†—˜。 ª†‰¥ ª.¨ «©ª—˜,©/01,£¤†¬«01 ™, 3 4    ­€‚ ƒ    Fig. 4 ®¯°œ‹¬«。 4   SEM pictures of surrounding rock  ¬®£†¢±²ª³, ™¯› [16] °ªœ±²23´µ4µ56ž 。 ®£—˜™,7•†®£¶ƒ‚ [17 - 18] , »³, »¯¼€›Ä½°<=Š - 18 - ö1  Þßà, 5 :îñÕÏ©—ª«œÂà ,。  、   , —œ˜ÂÃ。 (4) Œµ¤¥§¤»ÒˆÓ , 。 3 5  ª×ŽØ, ‘ƒ„ Ô、Ùڣۆܰ “’,¬±»ƒ²¬¹“ˆ,Ù Ý  ­€‚ƒ„ †‡ ˆ,‰、 ‰Š、  ‹ŒŽ  。 ‘’„€“ˆ ,– ”• ™, Ÿ —  —, ˜ 、‰š ( Š ) 、 ›œž ¡。   、“£ ¤¥ : ¢ 。 ¢、“,— ¬¹”,“”。 : [1] [2] [3] (1) ¦§¨ ©—ª«。 ‰Š“ˆ ­, €‚„ ¬ 22 mm ‰š、 18 9 mm ƒ‰Š、 ®„ , ,‘ 。 ¯“ˆ ¬‡†° † ±² ˆ³¢,‰ƒ„´µ¦§˜“ˆ,¶ [4] [5] [6] © —。 –ºœ© —­€ »˜—,¦§‰šƒ‰Š ‹—, ‰š ( Š ) š ¡ ‚ ‚  , ¶ Š     ƒ 、 ž Ÿ · ± ™ ¼½。 (3) ¾¿ÀÁž›‰³±™œ ˜Âޟ。 ¾¿–º‹Ä, ÅƬž›, „ ž ÇÈ¡ , ¢ ÅÆ£¤† ¥É,’ÅÆÊË,‡¡™。 4 [8] [9] [10] [11] [12] [13]  (1) ¾¿ÀÁ—ÌÍÎ Ÿ、›、¦ÊË、 €‚ ª«。 , [15] ž  [16] Ö†—‰¯ÂÃ。 (3) ƒ„´µ¦§“ˆ‰Ö •–. ύ¢£Œœá¤¥¦§[ J] . 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Department of Engineering Training Centre, Shandong University of Science & Technology, Qingdao 266510, China; 2. No. 1 Coal Mine, Xinwen Mining Group(Yili) Energy Development Limited Liability Company, Yining 835300, China) Abstract:This paper introduces a combined anchor bolt suspension monorail technique, specially designed for addressing the monorail suspension exposed to the thick coal seam fullcoal laneway condi tions in Yili No. 1 coal mine. This technique uses a combination of common anchor bolt and dedicated suspend board to hang monorail in coal laneway. The feasibility of the technique is validated by analyzing the maximum force acting on hanging points, as when fully mechanized mining supporters are transported and measuring anchorage force. This research promises to improve auxiliary transportation method in Yili mining area. Key words:monorail crane; anchor bolt; thick coal seam laneway; hanging technology µ©¶·¸¹º‘¶·»¼½、 ¾¿ ÀÁÂ、¼¦¨Ã、£ÄÅ、ÆǏ¿ÈÉÊ,Ë Ì,ÍÎτНÑÒÓÔÕÖ¿,×ØÙÍÚЌ Û„Н,ÜÓÝÞßÒÐàáâãßä [1 - 2] 嶷 。 æÙ, Í  ّ—çèé。 êë, ìí ïðâñ,òÑó èôõö ÷Òøðùúû;üýÙ͝,þÒ ÿ û ø ð, Ö ¿   ó ~Ù}|{è [3 - 4] 。 ËÌ,[\„á¿ + ]ó  ,^_,`@?>÷=, á¿?<÷;:/  î .;-,±+ñ*÷。 æ)(±+'&%、 2345: 2014 - 02 - 21 6789:;: ¢£¤(1985 - ) ,¥,¦§£¨,©ª«,¬®,¯°±²:„³´,Email:lablablab@ 163. com。 - 20 - éêë,ì: [5 - 8]  · 。 ,,    , ­€,‚ƒ„ †‡ˆ‰。      1  1 1 <=>? 283   ç3 è         Š‹ŒŽ‘’“”•–—˜, ™š # # ›œ 6 Mt / a, ž‚Ÿ¡。 ¢£ 3 ¤ 5    ,¥¦§ 5° ~ 8°。 ¨©ª«¬®¯§ #  1 200 ~ 4 000 m。 ‚°±²³´ 3 µ ,¶·¸¹º。 3 »¼¯ 12 42 m, ½¾¯ 6 2 MPa。 ¿À¸Á¢Á、  # Á¤Á,¤½¾¯¼Â‹ 8 9 MPa, # ÃÄÁ。 5 »¼¯ 19 02 m, ½¾   Fig. 2 '2 KL@AMNO Dedicated suspend boardstructure ¯ 2 27 MPa。 2  £ÅÆ“ÇÈÉÊË̙š‡ Í DZ1800 3 + 3  ÇÎ, Í Ï  2 1 @APQRHI(J 24 t。 1 2 †ªħ 22 t ‡«£¬,  دʒœ。 ÛÅ“Ë̙š‡ ‚इ @ABC ‡§Ð, ¼ £Å   。    Å ® ¯ 2 300 mm、   22 mm‡ , ´ÀÍ 2 m Ñ , 。 ÒӃ „ £Å”Ô †‡ ¸Öˆ‰, „‰ ¸ÅŠ‹Œ „ՇŠ´× ­€‚  ¨Û Ø。 Ž‘ ’“Ù”œ, ´Ú Óٕ–»ª 60° —¦。 ˜ Ø ¤„˜‡Å ÝÞ,™š 1 ›œ。 ܂ †® DZ1800 3 + 3 Çΰ slg8 2 ±² ¨ ¨ Ä §  5 640 kg, ²  ¬ Ä §   †。 ² 22 t, ¬°±² 1. 81 m‡µ ¨‡§á²´³˜Ñ´ Âζ。 ܋ ‡§· ¸‹«£¬¤ Ç·¹§ºÂ,â,ã »¼½†。 ’œá¾¿±™š 3 ›œ。 ¸、Š‹‰,                                                 Fig. 3   Fig. 1  '1   '3 @ASTHI(J Hanging support stress analysis †®›äÀµ ·µ §,™š 3 ›œ, ¤°µ § 35 475 N,¤Âµ § 33 625 N。 DE@ABFGHI(J Anchor rod hanging and force analysis ‡Å ¸¯ 20 mm, Ü 16Mn ž¸Ÿˆ ¡,™š 2 ›œ。 ¢£Å¢£, Š ‹ÛŤ¥¦œ 350 kN、 ħ 40 t ‡Š‹, ֈ ßÛŝ Ç·Š° ß, ¨ÛŠᾚ 3 ãÁ, µ ² ¨ÂÎ 4、5 Íá‡Â å ؒœ¤°, áÂÎ 4、5 Š‹å ؄à „ ¶¤ÂÎ 4、5 Š‹å „æÄņ® ® 2 m ‡ I140E ¨©ž。 - 21 - ¶ ÂÎ 4、5 ´å ؄Ä ¶ ؒœ™š 4 ›œ,A、B、C ˜å ؐ (1) µ å ؤ°µ Ø×àœ。 284 ¾ ¿ À Á ©   B ,, B 。        '4 Fig. 4 F B1 = 33 625 × (2. 00 - x) × 0 5;  C  4  B  F B2 , F B2 × 2 = 35 475 × (2. 00 - 1 81 + x) , F B2 = 35 475 × (0 19 + x) × 0 5;  C  5  B  F B3 ,   F B3 × 2 = 35 475( x - 1 62) ,   F B3 = 35 475 × ( x - 1 62) × 0 5。 UV 4、5 WXAPYZ[HI\? Stress analysis while hanging point ,B  F B = F B1 + F B2 + F B3 = 8 260 + 18 662 5x, between vehicle 4 & 5  A  4  B  F B1 , , F B1 × 2 = 35 475 × (2. 00 - x) , F B1 = 35 475 × (2. 00 - x) × 0 5; F B2 × 2 = 35 475 × (2. 00 - 1 81 + x) , x = 1 62 ,   38 493 N; x= DEHI(JGD^I_`  1b 。   1 81 , 42 039 N。 2 2 F = F B cos(30°) = 36 407 N, F B2 = 35 475 × (0 19 + x) × 0 5;  36 407 N。  C  6  B  F B3 , F B3 × 2 = 33 625 × ( x - 1 62) ,  ­ €­‚ƒ„ †€‡。 ‚ƒ„€­ ‡, ˆ†‡ˆ ‰‰ŠŠ 5 h , ‹ 70 000 N。  F B3 = 33 625 × ( x - 1 62) × 0 5。 ,B  F B = F B1 + F B2 + F B3 = 11 608 + 16 812 5x,  Œ ,  Ž 2 × 70 000 / 1 1 = 127 270 N。 1 62 < x < 1 81。 x = 1 62 ,  B , 38 844 N; x = 1 81 ,  B , 42 037 N。  4、5      5 。  A、B、C   B     ,  ,     B    。  1 62 < x < 1 81。  60°,,   F B = 42 039 N,   C  5  B  F B2 , (2)        '5 Fig. 5         „ ,   36 407 N,‘„ 127 270 N, ‹Œ   ’ “ ” •  127 270 N / 36 407 N = 3 5 > 3. 0。 , –—”˜ ™š›œž , Ÿ¡ 22 t Ž‘“¢’“” •–。  ‹ , ”˜  Ä 24 ‰ à F B1 × 2 = 33 625 × (2. 00 - x) ,            3 ‹ ™š›“šœž–— £†。      —™š›“šœ ‹ ¤¥˜ ™¦,§¨–— ‹ ©ª。 ‘ ©ª Žš›«œ¬®¯©ª,žŸˆ°,®¯  UV 4、5 WXAP]Z[HI\? ‚ƒ¡‹、†¥¢、±¬£。 ²³ ´–— ”˜ ‹ ±¤€¥, ­¦µ™š›“šœ Stress analysis while hanging point beside vehicle 4 & 5 žŽ–—”˜  A  3  B  F B1 , ª²³´¶‹ ½。 , - 22 - ‹ †§。 ‘© ·¸Ÿ¡‚¨¹º»¼© ( ab6 311 c) µ•¶,Â: - „ Ó3 Ô ,,  - 、 - 。 (2)    。  0 4 m  ;  0 4  m ­€ 。      0 3 m  ‚  ;   0 4 m  。    、 „ ‰Š ‹ Œ ,   0 3 ~ 0 4 m。 ‚ƒ †ƒ  311  : [1] [2] [3] 《 ™š›》 . ™š›[ M] . : œž• Ÿš¡, 1996: 8 - 9.  ­, €‚ƒ. ¢£ ¤¥¦„§¤¥[ M] . : œž• Ÿš¡, 1995: 10 - 11. †‡. ¨©™š›[ M] . : œž•Ÿš¡ , 1999: 181. [4] ˆ‰Š. ª«¬Š‹®“†„Œ¯°© [5] “”•, µ•¶, •–·.  - „  ‡ˆ    ,     Ž±²³[ D] . ‘’: ‘’ ´, 2006. ¸ €— Š ¹ [ J ] . º » ¼ ½ ¾ ´ ¿ ´ À, 2010, 20 ( 5 ) : 350 - 352. (3) Ž‘ ’。 Ž‘ 10 mm ­€’。  [6] “” , • Ž‘– 10 mm。 Ž‘—  [7]  ,‹˜‚ ˜ ™, Áš, •–·, Â. ê윞¸€ —Š¹[ J] . º»¼½¾´¿´À, 2009, 19(2) : 121 - 124. Ÿ¡¢, £¢¤, ¥¦¡. „ ¹[ J] . ªš› ¯Å§¨ ©Š ´´À: «¬½´, 2007(1) : 4 - 7. 。 (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  284 ) Mechanic Automation and Control Engineering. Wuhan: MACE, 2010: 3683 - 3685. : [1] [2] [3] [4] [5] ®¯°, ƒ [6] , ±Š², Â. ³Æ¯´Ç ¾²³[ J] . ÈÉ, 2013, 41(6) : 21 - 24. [7] ˜Êµ, ¡. Ä˝ÌÍƶ´Ç¾ ²³[ J] . , 2010, 19(2) : 17 - 20. ¯,  .  ²³[ J] . , 2011, 20(9) : 9 - 12. ±¢ , [8] Ä´Ç¾¦Ë© –. ´Ç ÎÆ ½´¾, 2003, 31(5) : 19 - 21. [ J] .  [9] ·•. ´ÇÇÆ•ÏÐ[ J] . •³‚ ¸, 2004, 31(2) : 57 - 58. €, · •. ´Ç   [ J] . •³‚¸, 2002, 29(1) : 228 - 229. ­€, ±¢ LI ANBANG, XIAO LINJING. Research on ropepulling monorail - 23 - ,‚ ƒ, Â. ƴǾ ¦Ë©[ J] . ½´¾, 2003, 31(8) : 16 - 18. „ †, £¢¤. œ¹Š‡ ªš› clamping control system [ C ] / / 2010 International Conference on  Ï ‚ Ñ  Š ¹ ҈Ž±[ J] . ´´À: «¬½´, 2008(3) : 61 - 63. (  )  24  4           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  7  1  , (1.  ,  2  , 2   ­ 150022; 2.  €‚ƒ,  ": 3832   ­€‚ƒ„ 3D •, – FLAC —˜™š July 2014  3832   ! Vol. 24 No. 4 ­ 150022) ,  , ,  †‘’。 Œ“ ‡ˆ” †‚ƒ‡ˆ‰Š‹ŒŒŽ ›。 œžŸ:¡¢£¤¥ 0 5 h、¢£¦§¨ 0 1% ©‚ƒª «¬˜®‡ˆ’,¯°±²¡ 24 h ³´ 2 42 MPa,µ¶·¸‹Œ¹º»©¼½。 ¾¿•À ÁÀ™šœÃ,„ÄÅÆÇÈÉÊ,˵¶„ÌÍΉŠ‹ŒŒŽ †‚ƒÏÐ ¶Ñ †ÒÓ©ÔÕÖ×ØÙ。 #$%: ­€‚ƒ; ‰Š‹Œ; ; À™š &'()*:TD823. 7 +,-*:2095- 7262(2014)04- 0364- 06 +./01:A doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 04 006 Application of fly ashbased cementing materials in gobside entry retaining operation in 3832 of Xin’ an coal mine LI Fengyi1 , NIE Wenbo2 , CHEN Lei2 (1. Institute of Mining Research, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper introduces a viable response to the deformation of surrounding rock in 3832 fullymechanized face of Xin’ an coal mine. This response approach hinges on the application of the con trolling mechanism of surrounding rocks, the due consideration of the actual occurrence of working faces and the use of the fly ashbased cementing material as filling material to perform industrial test involving roadside packing for retaining entry along gobside. The monitoring of gateway surrounding rocks and sim ulation of surrounding rock deformation using the FLAC3D software show that the presence of activation time of 0. 5 h and activator content of 0. 1% proportions allows the strength of test block to rise to 2. 42 MPa after 24 h, indicating its ability to fulfill the support requirements of retaining entry; the agreement between the onsite measurements and the numerical simulations contributes not only to increasing the theoretical basis of the research, but also to improving filling material selection and filling system design for retaining entry along gobside in the coal mines of similar conditions. Key words:fly ashbased cementing material; gobside entry retaining; surrounding rock deforma tion; numerical simulation 2345: 2014 - 05 - 26 6789: „ †‡ˆ( ‰Š) ‹Œ(12543074) :;<=>?: Ž‘’(1963 - ) ,“,”•,„–—˜, ´µ”¶,Email:kyyjlfy@ 163. com。 ™,š›,œž:Ÿ¡¢£¤¥¦、§¨©ª«¬®、¯°±²³¤ - 24 - -4 = [1]  ,+*,˜:¯°±²³–—  ,    [2] , ­€‚ƒ„  ËÌ 3832 ) ƒ` 0 1% 。 2 。 †‡, Table 2 €‚ˆ‰Š‹ŒŽ‘’、 “” [3] •–—Ž‘’ ˜。 [4] ™š›œžŸ¡¢£¤ , ·¸¹º»¼½¾, ¿¯°±²³–—À‘ ’–—ÁÂøĵ,¿ÅÆ 3832 ¸¹º žŸÇÈÉÊ。  ËÌ 3832 ͸¹ºÎ 1 6 ~ 2 8 m, Ï 2 2 m;ÐÑ 36° ~ 40°,Ï 38°;±ÒÓÀÔÕ Ÿ,Ö×ÓÖ×ØÀ¯ÕŸ,ÙÓØÚÛÜÝ Þ 1 ßà。 Table 1 áâ d/ m ±ÒÓ 6 55 1   Seam roof and floor conditions   Experimental program and results ƒ` / % ¥¦§¨©ª« ¬®¯°±²³–—‘’´µ±¶, ³ 1 365  / h σ c / MPa 8h 24 h 3d — / min 0 0 0 38 1 27 2 33 109 0 1 0 0 67 1 53 2 61 95 0 3 0 0 52 1 33 2 48 99 0 5 0 0 44 1 31 2 44 91 0 0 5 0 95 2 11 1 97 99 0 1 0 5 1 14 2 42 3 35 94 0 3 0 5 1 19 2 39 3 08 100 0 5 0 5 0 92 2 13 2 97 90 0 2 0 0 54 1 28 2 09 99 0 1 2 0 0 82 1 97 2 83 93 0 3 2 0 0 67 1 47 2 51 101 0 5 2 0 0 48 1 34 2 48 89 0 3 0 0 19 0 89 1 92 99 0 1 3 0 0 43 1 41 2 41 93 Ÿæçè 0 3 3 0 0 35 1 17 2 11 108 °éê,ÙÓÚ,ëìíî՟, 0 5 3 0 0 31 1 08 1 93 90  ­ Ÿãäå Ô՟ ¨ïî˜ðñÑò,•ÏÙ¤ Ö×Ó 2 60 °óê,ÙÓÚ, Ÿã ôõ,ö ÷, ¯ÕŸ •ÏøùòÙ¤,úû Ö×Ø 1 80 ¯ÕŸ ›œ¸¹ºžŸŸæ˜|、 ´™  ´¸š½¾›œžŸ¡, ¢£¤‘’Œ ÙØÚôõ,úû,•ÏÙ¤ 2  2 1  2 2 。 ªÓÚ‘’Œ« ¥¦§¨©   ¬ ® ¹  ] ¯,    Ž ¨  ° ± ² [6] ©³ : p= ‘’–—ïüýþ·¤ÿ~} [5] |{[\]^¹ , _}‘’¼` 、 |Òø @? [ \ Æ  æ ¹  。   , ‰     ‘ ’–—    、  û 、 ”  、     ˆ > × Ó ¯°, ¿ 24 h   ·À‘’–— ,¯°、 •、 、  (   ƒ`„} ‡ˆ‰[ŠÁ¹, ‹ † Œ Ž‘š‡.’‡<,“ 0 5 h、0 1% ”< À  0 5 h、 2 1 2 1 2 } ³î:p———Ž¨Œ¨°±,MPa; b———´µ¶ ( ¶ ·Ž¨¶ † •,,µ– 1 (1) ) 、•À 800 ∶ 100 ∶ 15 ∶ 3 ∶ 898。  µ ø³?ÝÞ 2 ßà。 ­Þ 2 €‚, { nγd { b + ( n - 1) bd tan α + ( n - 1) (2n - 1) d tan α }+ 6 2 σ t,n d1 1 [ b + ( n - 1) d1 tan α] γd1 L n + , b 6 ˜ç 。 ‡=<`µ;:±¶, ïü/ ¬¨©ª‚¯°¹Àˆ—, ·  1 2  - 25 - «) ,m; n———¸¹ºÙ»; 3 γ———- 1 ~ n ٍŸÙϼ½,MN / m ; d1 ———¾ÓŸÙ¨ÙÎ ,m; α———¾ÓŸÙ¿ºÑÀ»,( °) ; L n ———- n ŸÙ¹º. ,m; σ t,n ———- n ŸÙÁ ,MPa。 366 Ð Ñ Ò Ó ,    ,   Ô  Ï Ï Ö 24 × Õ £ÚÀ¼ 2 •¸。  7 23 m,            d1 = 0 8 m,  n = 9, α = 45°, L n = 5 m, γ = 2 5 ×  1 7 MPa,  p = 1 7 MPa。      1 m, ­ €      10 - 2 MN / m3 ,σ t,n = 5 0 MPa,b = 3 5 m,  (1) 1 7 MPa, ‚ƒ„        †‡ˆ‰Š‹   ­ 。 2 3  1 Fig. 1 ŒŽ€‘­’“”ŒŽ•–— ŒŽ€˜、 。 3832   Fill point of 3832 (1) ŒŽ€˜。 ”ŒŽ˜‘­   ššŒŽ›œ。  ŒŽ”,ŒŽ”ŒŽž,Ÿ ™ ­€‚ŒŽ, ­‹ƒƒ 2 „,„ 800 m, €‚ƒƒ„,š 4 m,ŒŽ ˜ 4 m。 (2) ŒŽ€ 。 ŒŽ€ ¡¢•­  †、 ŒŽ€ ­  „ † ‡ ƒ    ­€‚ Fig. 2 ‘ ™ ŒŽ —£。 ¤,‡ˆ¥¦‰§Š, Œ Ž  b1 = 1 5 m, ‹ ­ 2 0 MPa ¤。 ŒŽ€ ŒŽ (3) ŒŽ€。 ¨‘¤ŒŽ€  2 2 m,©ªŒŽ ¬ŒŽ®“。 ’’, «  3 1   ”•‹ŒŽˆ‰–—Š‹,  ­•˜ŒŽ¯,™š›œ ­;ž¯Ÿ        3832  Schematic diagram of technological process of 3832  4 1  ÛÓ¡¢Á†ÂÜÃݲ³, ±¶ 3D Ó ¡ ¢ š Ä FLAC Þ ß, •  Ÿ  Þ Å  ˜ 200 m、 100 m ˜§€[7] ,¼ 3 •¸。          ‰    €‚ €‚ƒ „‚ „‚ƒ ‚ ‚ƒ † ‚ƒ ‚‚ ­‚‚  ‡  ‚ƒ ˆ‰‚            ”•¡¢£‰—£,¤ŒŽ—£°œŽ 。 ”•¥­¦§¨, ©ª, ©«, ‹¬®®Ÿ ”•,±¯°²³±, ­´²³´¨µ‰, ™ ‹¶·¸ ­。 3 2 2  4 200 m、 3   ˆ ‰Š          ­ 3832  3 3832 µ®¶ŒŽŒŽ¹º Fig. 3  ­€ Mesh model ŒŽ»·。 3832 ŒŽ»¼ 1 •¸, ‘­½Œ Ž、 Œ Ž ¾ ¿ ( À  ¹、 § € Á   ¹、 º à 4 1 1  ½   Ê Ë » Ì Í Î ˆ ‰ œ —, Ï Ð   2 3 MPa。ÑҌŽ¾¿±, ¼Ó½¨Ô®  £â 100 m ˜Èã, äÞÅå†Ùæ×± ÞŚÄÈ猎。 £èÞŝŸé 100 mm × 100 mm ÄÅÆ ) ŒŽÇÈɗ。 ŒŽ ÕŸÀ¹,ŒŽ¾ÖפØ¿Ù;¨Ô Ӎ՝Ÿ§€Á¹, ŒŽ¾Ö׿Ù。  Þ߃、¢ÆDZà,Þ߃áÈ É - êë£èì,íÊ´Ë¥Ì͉,î ½Î •˜ƒ¢暴Ïðñ, òÒޕŸ - 26 - •–—,˜:™ˆš›œž€Ÿ¡¢ 3832 £¤¥ “4 ” 4 1 2 , 3 。 Table 3 3   d/ m σ t / MPa K/ GPa G/ GPa  48 00 9 00 0 872  6 55 12 50  2 60 FLAC3D       γ / (kN·m - 3 ) c/ MPa φ/ (°)   0 557 26 5 8 0 32   0 550 0 345 26 5 7 8 26 9 00 0 450 0 322 25 0 6 8 32 0 90 0 340 0 110 11 0 2 2 17 „  2 70 1 80 8 80 0 440 0 310 25 0 6 8 30 „   7 00 9 00 0 872 0 557 26 5 8 0 32  2 20 3 45 0 720 0 970 1 400 0 2 4 36 4、5 。 4 5  , ,12 ~ 32 m ,  , Š   Ž”•–‘’—。                    Along strike of different length of section stress nephogram - 27 -   †‡†‡ˆ ˆ‰‹ŠŒ, ­Ž‘, €    、 ­€‚。 ƒ 72 ~ 92 m  ‰。 € 92 ~ 100 m   Fig. 4 ,  ­, €‚ƒ  4  。  12、32、52、72、92、100 m ,  Each rock mechanical parameters  367  ’“Š‹Œ 368 › ž Ÿ    Along strike different push length of section figure of plastic zone ,‚ƒ„†‡ , ,  ,  †‡˜™ ˆ‹ Œš。     ,  €    ­     ‚ƒ„ ˆ , 6。 ,‰Š‹Œ  ,ŒŽ‘, ’,    “  6   2 5 mm, ‚‚ƒ„   1、2、3 m ,†‡ Š 8 ~ 9 d ,‚„†‡ ( s)  3 0 mm ˆ ‰ — 11 0 mm, Š„;   Š 15 ~ 20 d  。    24 ¤ £    ‚ƒ„ ¢    ‚ƒ„ ¢   ,  A—A′、B—B′、C—C′, —    。  ¡   5 Fig. 5 4 2 œ 。         ­,€‰ 5 d, ‚ƒ„ ”• 0,‚ƒ–„ˆ;   Fig. 6 - 28 - 6   Trend chartn of convergence between roof and floor ÁÂÃ,Ì:¼ÄŪ 3832 ¬•¿— Ù4 ,  3832  ,   。 5 [1] [2]  [3]  (1)  0 5 h、   0 1%  8 h、24 h、3 d [4] ,  1 14、2 42、3 35 MPa,  [5] 、 ,  ­€‚。 [6]   94 min,  :  (2) ƒ , „ †‡ˆ‰。 , ­€‚ƒ , «. ¬•®• °‡, 1993. 369 [ M] . : ¯ ­€. ±œ¬•–²³Š‚´—ƒ[ J] .  ¯µ¶, 2006, 34(12) : 78 - 81. ˜„ , †‡, ˆ‰Š. £”¦·”¬•ƒ– ²[ J] . ¯µ¶, 2010, 38(11) : 41 - 44, 96. ‹¸Œ. ¹º²ª™[ M] . : ¯°‡ , 1982. 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Å Ö Numerical study on an applicable underground mining method for soft extrathick coal seams in Thailand [ J] . Engineering, 2012, [3] Ôŵ¶Ê¶Ë, 2001(4) : 316 - 318. ¡¢Š. £ÎÏл”Ñ£•[ M] . : ¯°‡ , 2009: 4 - 10. ¦³´, ÒÓµ. ¡Î§ÀӍ¤‚»”‡¶¥¦[ J] . [9] KOLESNIKOV V G, KHAPILOVA N S, NESCOROMNAYA E A. Influence of an angle of an inclination of an inhomogeneous coal ¬, –®Š, Ì. ¡Î§Ђ¯ °±²ъ¿—[ J] . ¯¶Ë, 2008(6) : 601 - 605. XIN YAJUN, GOU PANFENG, GE FUDONG. Analysis of stabili seam on distribution of stresses near the working[ J] . Tr Inst Prikl Mat Mekh, 2002(7) : 134 - 139. ty of support and surrounding rock in mining top coal of inclined coal seam[ J] . International Journal of Mining Science & Technol - 29 - (  )  24  4  2014  7    1  , 1  , (1.  ,  ! Vol. 24 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology ": ,†‡ ˆ July 2014  1  , 2   150022; 2. ­€ , ‚ ƒ„ 221116) ,  ­ €‚ƒ„ ‰Š‹、ŒŽŒ‘’ŒŽ“”•–—˜™š›œž。 Ÿ ¡¢£¤ ¥¦,Š§¨©ª«¬®¯° ˆ±²’ ³´µ¶¤ ¥¦·¸ ¹º。 »¼½:¾‚ ˆ、ŒŽŒ‘’ŒŽ“”•–—˜™ ‰Š‹š ›¿ÀÁÂܞ;¤ ¥¦Ä¥ÀÅ Æ 12 m ÇÈ É,¾¥¦ÊË ÌÍ À¢ÎÏÐÑ。 ¾ŸÒ #$%: ; ¤ ÓÔÕÖ×ØÙÚ¬®。 ¥¦; ‰Š‹; ¨©ª« doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 04 004 &'()*:TD712 +,-*:2095- 7262(2014)04- 0354- 06 +./01:A Law governing coal and gas outburst in mines and numerical simulation of arrangement developed for preventing and controlling coal and gas outburst JIN Zhupeng1 , GUO Pengfei1 , SUN Guangyi1 , HUANG Xia2 (1. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mines, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221116, China) Abstract:This paper features a coal and gas outburstpreventing and controlling arrangement devel oped for a maximum reduction in casualties and economic losses due to the outburst in coal and gas. The development of the arrangement comes from the geological conditions occurring in number six mine in Pingdingshan coal group and the disclosed mechanism underlying the relationship between coal and gas outburst intensity on the one hand, and mining depth, the speed at which ejecta are thrown out, and the mechanism by which ejecta propagate along tunnel, on the other hand. The viability of arrangement is validated by the numerical simulation of the impact on the process arrangement of the change in coal and gas outburst and fluid due to outburst. The results suggest a nonlinear relationship between the mine coal and gas outburst intensity on the one hand, and mining depth, the speed at which ejecta are thrown out, and the mechanism by which ejecta propagate along tunnel, on the other hand; the proper installation place for the arrangement, namely 12 m from the prominent locations; and the proven ability of the ar rangement to enclose coal and gas outburst in a certain range. This study promises a new method for pre venting and controlling the disasters due to coal and gas outburst. Key words:coal and gas outburst; blocking arrangement; mining depth; numerical simulation 2345: 2014 - 06 - 04 6789: € †‡ˆ‰Š‹(51074068) ;ŒŽ‘’“”•Š‹(12533063) :;<=>?: ‰–—(1981 - ) ,˜,™šŒ›œž,Ÿ,¡¢,”•£¤:¥¦§¨,Email:jinzhupeng - 1@ sina. com。 - 30 - +4 # "!0,²: ,  , , Õ( Ö 1) 。 Ó、Ó、ÔÓ  ­€‚, ƒ‚„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘ 。 ’“”•– Š—˜™š›œž Table 1 Ÿ、 ¡¢、 Ž£¤¥¦, §¨ [1 - 2] 。 Š©ª«¬®ƒ¯° Š±‘²³´ 1  Classification of coal and gas outburst intensity Ñ / ( t· - 1 ) ÑîÕ Š < 50 ÒÓ Š·©ª¸, ¹ Šº»¼½•¾¿À, Á®§¨œ µ– 355 ðñ®õö÷ùúûü œÓ ÛÜî£ 0 ~ 99 8 h Á 500 ~ 999 ÛÝ 100 ~ 499 ¶ Ó 、ë¬ÄÅÆDzȟ, ÉÊ, ˒ÌÍÎÏ ƒ ЊёÒӊ—˜ÔÕ, Ö ×¿ØÙÚ®ª Ó 1 d Á ≥1 000 ÔÓ ù& Š¡¢×ؖÙÚÛÜ, Ýޟß¡ ¤à,šÓá ,ãäåŠÇ。 æçè½ 2  êëìí,îï ðñ,ò—á óôõö÷,ø§ùúûü³ýþÿõö÷~ 2 1  }‹ö|÷,Á{[ Óážóÿ\ ]“ŠÉŠ,^ ёŠÒ_`@?Š ù‡ÑœŠ™ ŠÞßðñ。 è½é ›à(¨%É, ƒé › é >=‡³ý。 1  1 1  àÙᙚâ$ёùãäåæ›、ç¢、 îï, è é    ó    ª、 ó      [3] ª é êë< ;Ô:/, .“ Ô,™š ^ 20、  16 - 17、  15、  56 ^Œ -îä¾ Ü、¾ê (  ) Ü、 ¾ 、 ( 、 Ü , ¾é ,¾,,+¾ ­。 €‚^냇ƒ, † ~ œ‡, ˆ*‰Šëƒ 2 、  Times, amount of coal and gas outburst statistics éŒ   。  ( ) ) ,êÖ 2 Ùë。 Table 2 9 - 10、 8、 56 ‡ 3,âœ, 20、 16 - 17、 15、 9 - 10、  8、  56   éŒ éŒ Ùì; ª / m3 í/ % 21 447 2 9 45 190 59 3 476 9 3 1 992 150 178 33 2 503 44 3 40 2 008 110 164 53 2 899 28 5 21 3 223 167 154 154 7 960 15 0 / m ù/  ª/ t 260 4 84 1 786 357 13 769 429 62 592 722 ª/ m 3 ª/ t „^ëƒ ‡ƒ,‹,  îãÖ 2,ïð LINGO ùúñí,òóô­õù ÔŠùã,ðö÷Ôý ( Levenberg - Marquardt) 20°,˜ù^ 12°。 ‡øðŒˆø¬ùýîúü½ó ª、󪪊•¾,èûêü 1 Ùë。 錎 1 66 m。  ‘’“)^ 300°, ”*•^ 270° ~ 280°, –— 5° ~ 1 2  ™ ~š›ŠÑ‘ó。 ž œ§¨œ, Š€‚žä€ Š 、 ªŠ•¾ü½ýþî ú‰ þ ( 1 )、 ( 2 ), ~ } ü ½  î ú ^ 0 957 62、 0 899 34。 m = 1 / (0. 128 - 0. 004 4H0. 5 - 297. 730ln H / H2 ) , ¤、Ÿ¡¤,¢©žùÍù¥“, ¦ (  ) § [1] “)œ(¨©ª'«ª (  ) ‡ , ¬®ª“¯°¯ˆ±,Ÿ¡ø²¾³,´¯ µ¶‡ (  ) ·¸, ¦ †¹º、 »¼ ,¤Í©½¾¿ÀÁÑÂò。 Ä]“*ÅÆÇȊɤ©®, ɤ©Êª [2] ËÌ,[ 、、Á ͊η 。 ÏÐ ŠÑÁ[î^ÒÓ、œÓ、 (1) V = exp(2. 642 + 0. 006H + 48. 938 / H ) , (2) 0. 5 þœ:H——— ,m; m———󀂮Š ,t; V———󀂮Š’Å,m3 。 µÁîïÿ,  Š ,~€‚Šù˜,Ö󀂮 - 31 - 356 ¿ À Á  à  ‡ ,、 0. 042ln m1 7. 842 + ), m1 m21 •š:m1 ———— Vρ2 ,t; (3) ,m1 = mρ1 +  3 ρ1 、ρ2 ———˜™ š™››œ,kg / m 。 ‰š v €žœ,žŸ¡Ÿ¡¢,  ¢,£¤£¤ ¥¥¦¦§,¤£ §­£¢,ƒ ¨£¢。   Å 24 Æ Ä v = 1 / (0. 020 - 。  ,,  、    。 ‡                              2   Fig. 1 2 2              Relationship curves of strength and ejectamenta initial velocity  ¨•(1) ~ (3) ©ª«Œ©—  –„。 ¨ coal and gas outburst Œ©–„¬,ª®,¯« ¬°€˜‹¡ 。 Relationship curves between mining depth and     2 3    ƒ  、,  “  ­ ” €‚ ,     Fig. 2  1            ƒ„。 † [4] ­€‚ƒ ±£ƒ —§­,² E k = ( m1 v2 ) / 2, (4) •š:E k ———  ±,J。 ƒ —§­‰š³´™™ µƒ±、ƒŸ¡š¶§±,®¯ ­ 3 €‚。 ·¸°Ÿ¡¹、º»—¼½¾ ¿ÀÁ、 §、 [5 - 8] 。 ƒŸ¡š¶§±ƒ ñ­ 3 —§­€²«,ƒ ³¶§´Ä¢Å,Æ š ½ ¾ ¢ µ,  Ÿ ¡ š  ¶ § ± € Ç ¶ È £ ¢ ‡ˆ‰Š, Š Table 3  [9 - 10]  3  dA = s0 g( fcos α ± sin α) ·dm2 , 22. 0 27. 0 28. 0 35 1 85. 0 97. 0 37 5 38 4 31 3 50 0 55 5 50 0 , m2 ———¶§,t; f———ƒŸ¡¿Àª,€ÎÏ 0 5; α———Ÿ¡ÐÑ,¸¹Ÿ¡™›Ÿ,Ï 0°。 º»Ÿ¡™Ò b、Ó h ¼½¾,   ( Levenberg - Marquardt) ‘†’‹Œ“ŽŽ”•      ( v)  –„, ‘  ’ “ ­ ” 2 € ‚。 — ˜  – „ • – • (5) •š:s0 ———¶§ÌÍ,m; †‹‡,Œ†ˆ‰ŠŽ (3) ,”•™ 0 832 94。 。 Ÿ¡·¨Ÿ, ƒŸ¡š¶§ ±( A) ©ÉÊ•ËŽ:  throwing velocity part  / ( m·s - 1 ) „  Data of chealea pertsovka seam outburst coal  / ( t· - 1 ) ƒ  Ô™ β, Ԝ™ ρ b , ±©Ê•(6) ÕÖˎ,Ô - 32 - ‚–” 3。 ¶§ È4 ¸ A = ∫ 1 s Hg( fcos α ± sin α) ( s - H) bρ b tan β·dH = m1 0 2 槡2m1 cot β g( fcos α ± sin α) 3 槡bρ b 。 (6) , [12 - 14] —˜  3  3 1  ­€‚œž, ˆƒ   ,Ÿ¡‰œž ™¤¥¦,„¥ž   3 、–¨  Schematic diagram of prominent accumulation ,  [9 - 10] ;  0, p0 、  ρ0  p1 、  ρ3 、  u1 ,  c20  2 ρ0 v20 p1 = p0 + 1- 2 , k +1 v0    ρ0 ( k + 1) ρ3 = 2 2,  k - 1 + c0 / v0   c20 2v0  1- 2 , u1 =  k +1 v0 ( ) ( :k——— c0 ———,m / s; (7)  ) ;   W= ©ª‡†€«‚ƒ„˜, ¬˜©ª‡ ‡„ˆ。 „®ˆ  †  ¯ °  H ‰ƒ±²‡ˆ, ³Š‹Œ‰、 ŽŠ ƒ¬ˆ,ˆ—˜©ª‡‹ŒŽ,‘‘‰ ­‹,´™ ’£µ“”©。 ‹Œ™ƒ±²³Š¶•,    ¾›( £¤œ ©ª‡±·¬žŸ 4 ˜žŸ 5 ¡。 ¡, ¿¥Àª—     [ ( k +11) + kα ] C H :x′——— 2 1  p s ———,MPa; - 2(1 - α) + 1   ,  (8)   ,m; C1 ———­€。 (4) ~ (8) , †‡ : Fig. 4  E = E k + W - A。 ‚ƒ„ (9) ˆ,‰,Š ‰‹Œ, , Žˆ‘ Œ ’ 4  Main structure design of blocking arrangement «£Á‚ ³‡ 3 ~ 5 ¦©ª‡。 ‚‰, “›  ¢ ­    , 2  ¹™™šºš»¼‰Œ½€†›—ƒœ‰, ´º© ª‡‡ , Ž ©ª‡ªžŸ¡¢ 1 1 sx′p s = m u2 + 2 1 1 k -1 2sρ1 § ¨‹ ¢­š©ª‡。 ‰, ™™£¤ ) 。 ,m / s。 ,  [11]  ¢‚ƒ„。 £ ©ª‡’“”, – • –©ª‡ ·¬,Ÿ–——‹˜¸—˜。 ©ª‡ v0 ———  , ,  。 ‰™, š、š ™,›,‰Š‰   Fig. 3 357 ÉÊË,:̝‰ÍÎÇ©ª‡ÏÐÑ „,、 , “‰­” •,’•– ©ª‡™š”, ™¤©ª‡ ç Œ¥¨ƒ  , Ÿ  ¡‰œž ¢‚ƒ„。 ³Š© ª‡, ¾†‡­©š©, ¤¿­ª© ,ªª« - 33 - ,ˆ¬ ĘÅÆ®¯Ç 358 É Ê Ë Ì Í Â [16]  。 · Š 24 Ï Î S E ———‚­“。 [15] 、,  。  ,  ·  COMSOL        ” „  • – ( one - way) † , — ,˜™š†‡,›œ      €, 3 2 2  Fig. 5 3 2 1 ­€‚„˜,ƒ †‡ˆ¥„。 ƒ 5 3 2 ¡‚•–, ¢£Ÿ¡ ( FS Inter face) ¤ CFD €,    „­™š†‡ž ™š†‡。 œ•–€„, Ÿ Profile of WBO  ‰‰ Š, †¦§œ‡ ˆ‚‰—¥©。 ŽŠ‹ ª¥©§¨, «¬‹Œ§  ¨   COMSOL    。 ,  €、‚­€ƒ。 ­€、 ­ ­€: ρf + ·( ρ f v) = 0; t ®¯Ž 56 ‘°’¡±ˆ² (1) ~ (9) € ž “”„‚  。 ³•‚–¯‹ ŒŽ²´‘’µª– 6 ¯¶“ ·—, ”•– ­Ž 2. 6 × 10 MPa,—˜¸Ž 0 72,«™Ž 2 700 kg / m3 。 ˜™šš› 6 œž。 (10) ­€: ρ f + ·( ρ f v - τf ) = f f , t ,s; „:t——— f f ——— ­; (11) ρ f ———,kg / m ; v———­, 3 τf ——— ­,τf = ( μ·v - p) I + 2 μe; p——— ,MPa; 6 I———­; μ——— ,Pa·s; e——— ­,e = 3 2 3 1 ( v + v T ) 。 2 †‡ˆ‰ Š€ ρ s a = ·σs + f f , „:ρ s ———,kg / m ; : (12) σs ——— ­; a———‹Œ­。  š› 7、8 œž。 ¸› 7、8 Š,›¦ , ½„ ¾¡–¢œžŸ¡¢; ¿À§Ÿ,¼„ 、 º»ž¼ ºžŸÁÂ; §œŸ‹ 8 m ,¼„ ÃÂ, —ºÃÂ, ( H tot ) †‡Ž ( ρH tot ) p - + ·( λT) + ·( v·τf ) + t t „:T———‘­; λ ——— ’,W / ( m·K) ; Mesh generation ¤­œŸ‹ 8、12、15 m ¹,¢£ ¥©§Ÿ。  3 v·ρf f + S E , Fig. 6  (13) Ä£ˆ¤¥ł£„¦;  §œŸ‹ 15 m ,¥Å ‚¼„ÆÇÃ,§¨©¡¢,¤‚ª ‰«¥ 。 ȃ , § - 34 - Ø4 Ù 359 ÚÛÜ,µ:¿­€ÄÑ®ÒÓ 4   (1) 、   ƒ„。  ­€ ‚ (2)    †‡  ˆ‰ ,Š‹ŒŽ‘。 ’“”  12 m •。   (3)  –—˜™š Œ›œ。 ŠžŸ ¡¢£¤ ‘¥¦§¨, ©ª ¡¢£¤«Œ›¬®。  : [1] .  “’ ¯£°±²Šž[ D] . : ³, 2010.   [2] [3] [4] [5] [6]   Fig. 7 7 Fig. 8   Strain of different installation distance  12 m 。  、、 2003, 30(6) : 1 - 9. “”•, – , —˜™, µ. º¿š¶·ÀÁ ›[ J] . ³¹, 2007, 32(8) : 794 - 798. “ œ, ž†Ÿ, “¡¢, µ. ŠžÃ£ÄŊž §Æ¤¥[ J] . Çȳ³¹, 2008, 14(2) : 117 - 133. ́‚ƒ ãÄÅ®£ª ¯°±[ J] . ½“¾‘’, 2012, 39(5) : 1 - 6. ² ³, ´µ¶, Α, µ. ¶·¸· Àƒ„Šž[ J] . ½ ¸ .  ´Šž, 2011, 26(2) : 22 - 26. 2009, 28(11) : 74 - 76. ¿ ­€Šž[ J] . ±², ¹, º‘¢, ‹„.   »  [ J] . ¼†, 2009(1) : 63 - 64, 71. Ñ®Òӊž[ J] . »³±², 2009, 37(8) : 49 - 52. ­¦‚, ½ÀÍ,  Á, µ. ƒÔÑ®Ò Ó[ J] . “¾, 2008(10) : 4 - 6. [15] ½Ä, Ōº. Æ [ J] . Ö ´„ Ã. ’ÒӐѮÒӊž ͓¾»³³¹, 2008, 18(9) : 37 - 42. - 35 - Ñ®ÒÓ[ J] . Õ ´±²³³¹, 2007, 26( S1) : 98 - 100. ,­ †, ´ †, µ. ת£ˆÇ ‰Š Ñ ® Ò Ó [ J ] . ‹ È  ³ ³ ¹, 2009, 32 ( 3 ) : 314 - 318. ( 。  ÏÐ ˜, ¹‡, ½¾¿, µ. ¿ µ, Î [16]  - Ë ­€£ª[ J] . ³¹, 2012, 37(3) : 452 - 458. [14] ,    ,  H  , ‹ŒŽ.   ¼ Šž [ J] . ½ “ ¾‘ ’, Ì [13] 8 ‰¢[ D] . ˆ‰: ºŠ»±³, 2008: 61 - 65. §¨©, «¬‡. [12]  ‡, µ. †¶·¸¡ [8] [11]  †,  “Š¦, §¨©, ™¨É. Ê´ [10]  , ­€‚, µ. ¶·¸ƒ¯ [7] [9]  ,­ ´„  Stress distribution of different installation distance  ´Œ,  ­€Šž[ J] . ³¹, 2004, 29(1) : 57 - 60. )  24  4  Vol. 24 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2014  7  7 ~ 9 m  Z  1  2  , (1.   July 2014    ­€‚ƒ„ , †‡ˆ 150022; 2. ‰Š‹ŒŽ‘’“”•–— ˜™š, ‰Š 102451) ":, 7 ~ 9 m  Z   ­€‚ƒ„, †‡ˆ‰Š‹Œ­€‚Ž‘’“”•–—˜™š›œžŸ。  ! ¡¢£:Z ¤¥¦§¨©¦§ª«¬®¯°±²³´ 12 m °±; © ¦§µ­¶·¸¹²º» 6 m °±; ¼¸‰½¾¿² 14 m。 ”•–—˜™š›œ  ¡ÀÁ,²ÂÊċÅÆÇȆ‡»ÉÊËÌÍÎÏ。 #$%: ; Œ; –—; ™š›œ doi:10 3969 / j. issn. 2095- 7262 2014 04 002 &'()*:TD324 +,-*:2095- 7262(2014)04- 0345- 03 +./01:A Mechanism underlying mine ground pressure occurring in Z type ventilation faces designed for 7 ~ 9 mthick steeply dipped coal seams DONG Changji1 , ZHAI Yongsheng2 (1. Key Laboratory of Mining Engineering of Heilongjiang Province College, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Changgouyu Coal Mine, Beijing Haohua Energy Resource Co. Ltd.,, Beijing 102451, China) Abstract:This paper is concerned specifically with onsite observation and numerical simulation a nalysis of changes in block mining roof pressure, based on coal seam geological conditions occurring in Changgouyu colliery and combined with the changing behavior of working resistance prevailing in overall suspended portfolio scaffolds used in Ztype ventilation faces in steeply inclined 7 ~ 9 mthick coal seams. The results show that advance reinforcement range in the haulage roadway and the ventilation roadway of the Ztype ventilation face is 12 m from face; stress concentration region of back wind tunnel is in the range of 6 m above the faces; and the reasonable section caving height is 14 m. The field observations are consistent with numerical simulations, suggesting a potential framework for an insight into mining methods and law underlying the roof or floor movement occurring in coal seams of similar mining conditions. Key words:steeply dipped coal seams; ground pressure; observation; numerical simulation 2345: 2014 - 04 - 11 6789: ›œžŸ¡¢( £¤) ¥¦(12533061) ; :;<=>?: «˜¬(1978 - ) ,®,¯°±,²³,´µ,¡¢¶·: - 36 -   ­€‚ƒ„ §¨©ª(2013 - KF08) ¶¸¹º»¼½,Email:dcjchenxi@ 163. com。 346 & % $ # ,  “ ”    ,  "  ! ! 1 24 2 0 úûÇꞟ,¬ ©ÊÐÑ Z èÃêþéꆇ。 2  ‡ˆ‰ Š‹ŒŽ‘Š、’“”•–—Š、˜™† 2 1  š›œŠ、žŸ¡¢Š£¤¥š¡¢ [1] Š 。 ¦§¨ ©ª«‚ƒ¬® ¢ð÷öˆ‰žŸ, Š‹ŒøùŽÂ ‘ÊÐі—, {’“žŸ ©éꆇ。 Ê  ­€‚ƒ„ † 。 „ “ ”  † [2 - 4] 。 ¯°,‰Š±²³‹´µ¶·“  ¦ 10 m、 ¸¹ , º¤¥ [5 - 6] 。 š¡¢‰Š, »¼½¾¿ºÀÁ ¤¥š¡¢‰Š,³‹ÂÓÄ、ÅÆÇÈ ÉÄ、ÊËÌÍÎÏ、ÊÐÑÐÒ ¾£ÊÓÔÕ [7] Ö×°Ø 。 ÙÚ,ÛÜ 7 ~ 9 m „ †Ý  ÐÑ€ö,  „ðúÇꞟ。 ¦ÊРѺš¡¢ʔ, Çꞟ•Õ}| ½,ýÇꞟ[µ“Šó(ˆ, –—ˆ‰ž Ÿ、ÊÐÑ£Çꞟ@ù˜Ø,™˜þÿ¸¹ 。 ˜Ø@ù‰Š 2 。 [8 - 9] 。 ä ½,Þß½,àáâ㠍§¨ °Ø, åæçÊÐѺ Z è é  ê、ëìÌíî–•¢ð®¤¥š¡¢ ‰Š。 §‰Šñòóôõöꞟ÷  öøù、Çꞟúû‰Š£šÄüµ,ý ¢ðþÿ®~¸¹õ}|öꞟ÷ö、 Çꞟ úû{ÊÐі•[µ‡ˆ\]。 ^_`í§ ‰ŠžŸ@ù°Ø, ÊÐÑ€{ †‰€ ¢ðþÿ¸¹ö, ÊÐÑ þ?>°Ø,¬Äöꞟ{Çꞟ[  µ“,–— ÃÄÀ ‰Š=< 1 , ‹À¢ð,   , §¨   。  2 Fig. 2 2 2  Arrangement of measuring place  =< ½Ý,  ¢„ðþÿ¸¹} |½。 ÊÐÑÇš',¦€ö›œ½ž,„𠟀Çꞟþÿ¸¹¡ñ¢£¤, –ý±²Ç ¥'þÿ ö。 ˆ‰žŸ、 ÊÐÑ£Çê žŸþÿ¦­ 3 。  ;:/.-Æ,+‹·*)åæç 15  š ¥Ý 7 m, ¥  55°,              €å 60 m,º Z èéꤥš¡¢ ‰Š。 ÊÐÑ@ù 1 。                                 1 Fig. 1       Working face layout  1 , ÊÐѝ  € ­¤¥ @ù, €€ö,º‚ÌëìÌíî –• ¢ ð, Ï ´ – — ‹ À – • Ñ ƒ  2 600 m × 0 960 m = 2 496 m2 。 ÊÐÑÇ,  „ð - 37 -      Fig. 3 3  Pressure curves for airway and working face ÅÆÇ,ž:7 ~ 9 m ±²³´ Z Ž‘„µ¬¶· Ã4 Ä , 10 m , , 10 m  š’¤¥。 、 ƒ„›€œ ¦˜‡œž§˜ 6、7 ¨©。  。  ,  ,  ,  ­; € , ­ ‚。 ƒ„                        †‡ˆ‰Š‹€‹,  。 3 347       Fig. 5   COMSOL Multiphysics Œ Z Ž‘„ ’,‡“” 1 Table 1  Tunnel stress nephogram ­ 1。                 Parameters of coal seam and roof and floor € E / MPa  11 30  21  17 μ   3 1 5 ρ / ( kg·m - 3 )  1 800  0 17 2 400  0. 35 2 500 6 Fig. 6 ‚ COMSOL Œƒ„ • †‡ˆ Ž,’‰Š‹–。 —ŒŽ‘‰Š,’“‘ ”’•–—。 Ž‡‰Š–˜ ˜ 4。  Tunnel stress contour ˜ 5、6  ª « ,     š ƒ „     , ¬®    8 m ¯ °      – ž œ Ÿ¡¢± ;     š   œ  £ ²   ž  ¤š 6 m; ¥ ¤ 11 m – ³¦ , ›§´¨µ¶“·© ; ¬® ,ª‰ ¤ 14 m      œ     ž « 。 4    ¬¸¢£›¤®¯° 7 ~ 9 m ± ²³´ Z Ž‘„µ¬¶·, ¸¹  §›™º: (1)  ƒ„, » ƒ¼’¹º²œ›ƒ¬®  12 m ’¤»‹。 (2)   Fig. 4 3 2 ²Ž, ƒ„ ƒ,£²œž¤ 6 m。   4  Model schematic plot and grid layout plan (3) ¬®¤ 0 ~ 14 m  ,ª‰«,–¼ª¡½¾ 14 m,¿½ÀÁ ¾¡ƒÁÂ。  Ž™š‡›œžŸ¡, ¢£™ - 38 - (  369 ) ÁÂÃ,Ì:¼ÄŪ 3832 ¬•¿— Ù4 ,  3832  ,   。 5 [1] [2]  [3]  (1)  0 5 h、   0 1%  8 h、24 h、3 d [4] ,  1 14、2 42、3 35 MPa,  [5] 、 ,  ­€‚。 [6]   94 min,  :  (2) ƒ , „ †‡ˆ‰。 , ­€‚ƒ , «. ¬•®• °‡, 1993. 369 [ M] . : ¯ ­€. ±œ¬•–²³Š‚´—ƒ[ J] .  ¯µ¶, 2006, 34(12) : 78 - 81. ˜„ , †‡, ˆ‰Š. £”¦·”¬•ƒ– ²[ J] . ¯µ¶, 2010, 38(11) : 41 - 44, 96. ‹¸Œ. ¹º²ª™[ M] . : ¯°‡ , 1982. 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This analysis builds on the theoretical calculation, numerical simulation and insitu observation and other methods. The results show that 40 m should be the adopted width for coal pillars between the initial mining face roadway in five panels of Zhaozhuang mine in Jincheng coal group. The roadway bolt support based on coal pillar with the width of 40 m, a newly initiated practice in 5302 work ing face gives a better effect and above all a greater surrounding rock integrity and stability. The conform ity between theoretical calculation, numerical simulation and the actual situation explains that the de signed coal pillar size is completely adequate for safe production. The study would provide a basis for the reasonable selection of coal pillar tailored for fully mechanized working face section of a larger mining height. Key words:largeminingheight face; sectioncoalpillar; reasonable size; surrounding rock; stability §、 ¨¢©¡ª«¬® ¯°–±²³´µ¶·, ¸¹º» £¤¥¦  : 2014 - 05 - 26 ¿ÀÁÂÃПŸ。 Æ ¼Ç­†‡È¢、ɦµÊË,ÌÍÎ ¼½¾» : Š‹Œ(1979 - ) ,Ž,‘’“”•,–—˜,™š,›œžŸ: - 40 - ¡¢,Email:shenpw2008@ 163. com。 ;5 : /.-:֐ 、, ,   ,  ,  [1 - 2]  ­ €‚  ³´µ。 ^, ­_€ÿ~ ë 。 ƒ  „ †‡ˆ‰Š‹Œ Ž‘’“ ”•–—˜ , ™š›œžŸ 、 ¡¢£¤¥ 2 2 1 5302 ‹Œ Ž‘’¿ ,•žÀÁ 219 70 m, ÃĬ Å¿Æ,ÇÈ,¸Æ 969 6 m,ÉÆ 807 4 m; Êˁ 4 2 ~ 4 7 m, ÌÍ 4 6 m; Ê À΁ 1° ~ 15°, ÌÍ 8°。 ½ÃÄÂϸ Ð   Ñ Ò Ó Ô Õ Ö × Ø Ù Ú   « , Û ½      3  # Fig. 2 ½¾¢ 。    ¦§¨©ª « , ¬ ®         ¯ °  ±²³´ µ   , ¶ · ¸ ´ › œ ¹ º » ¼ 1 521 כ¯° Zhaozhuang coal mine no. 3 coal seam gateway pillar schematic design way  ö³´µ» 。  ‚ƒ„ 、[`µý、†‡¯° ˆ  ‰@Š‹?[·>ŒŽ |{ ¥ô 。 Å ‘’ ë ““”•–ô—µô ,¸˜™, —µô»—µ ö¬š b0 、b1 [2 - 3] ,÷ø 3 ùú。 ZYT12000 / 28 / 62 ÜÅÝÓÞßàá¥Çâã åæÞßàỚçÞßàá 。 èéª Ó “ ÉêÉë ” Ó ,  53021 ~ 53024 ì ä Êíîïê , ½ð 、 ñò×à 。 ëó ô , ÇÈ ,53023 õö 4 8 m, õ 4 2 m; 53024 õö 4 8 m, õ 4 4 m。 5302     ¬ÅÆ è é , ÷ ø 1 ù ú 。    û í  Ì Í Ë 0 95 m ü ý þ ², ÿ ~ í î  Ì Í Ë     3 6 70 m È}ü² , íË 4 15 m }ü ² , ÿ~  Ì Í Ë  8 03 m     ü ² , Fig. 3  ­€‚ƒ Elasticplastic deformation zone and stress distribution of coal pillar âþ² 。 ?›œž³´                                  Fig. 1 2           ¢ê£” Ÿ¡„ : =>ë<¤, ¥”ő —µô=>¦“ ¢§, ¨¥”È© ¸´ö ªµ«,ÇÈ,ªµ« ö¸˜¬® ]¥” 2 ¯。 , °±¨²< ︄³´® , µ¶·[ ¬è,¸¹º ·àŠ³»¼,àŠ?  1 5302  5302 working face layout in two phases [4 - 8] [½¾¿ 。 \À,Á,ö ¬è {。   b≥b0 + 2h + b1 , (1) ”•®²[ öÃĄ  ³´µ|{Å¿ , ¸èéªÓ§[ ¬è; É ¯°。 , Ö× § “ [¬è ´כ¯° 。 ø 2  5302  ”•ªÓ。 \ø,  ³´µÿ~ ]ù”¯°,÷” š, ÓÈ:b——— ö,m; h——— ,m。 2 2 „ †‡ˆ‰ ÅÆ?Š‰@‹Ç ›œ¨‚,  öÈÉ œ Ê Ç ‰ @ ‹ Ç P ¬ Ë š Ì ‰ @ Í  σm - 41 - [2,9 - 10] : 522 É Ê Ë σ≥σ m , Ì (2) [ ( b + b c ) × H - b cot δ / 4] × γ + [ ( k - 1) bγH] ≥σ m , b 2 c (3) (4) σ m = σ c ( 0 778 + 0 222( b / h) ) , : σ c ———              ,MPa; b c ———,m; H———,m; 5302 § ‚ ‚ » 24 Ï Î 35 MPa。†‡ ¦§€ 30 m。 3 2 YZ](? †‘”•, £ ¤¥ “Ž†‘“’ 5 ”•。 ª’ 5 «¨¬ ®, 30 m ‘,¯©°ª€“Ž, ±²³ª€´µ¶·€‚,¸‘¹„«¬; º»¼¤© 40 m ‘,¯©“Ž½ ,¿„À†ª€´µ¶·€‚,®¯ ˜™ ›,¸‘«¨Á«¬;  50 m ¾ δ———,( °) ; 3 γ——— ,kN / m ; k ——— Í ‘,™›“Žðı„§。 ª“Ž† ‘”•¬,²³„ € 40 m。 。  3   432 m, ( b c )  220 m,  #   30°,   4 6 m,  3 ( γ )  25 kN / m ,   ( σ c ) 10 3 MPa。   (3)  (4) ,  b =  31 5 m。  3 # ,  f  „ 3 1 2, € 37 8 m。 ­ €‚ƒ     ­ Fig. 5  ,ˆƒ„ †‡   ‚  FLAC3D ‡‹ ˆ‰Š [11] , †‹Œ Ž‘’Œ 3 1 gh_`(? ‰†Š 30、40、50 m „ 、“Ž†‘”•。 '5     ijabCHYZ](? Different coal pillar width of coal pillar plastic zone distribution 4  4 1 lm?@ ­È´µÄ¶”•,  ƒÉʑ·¸†Ë˜ 53023、53024 ‘¹ÌÍÎ ÅÆÇ „Ž •ƒ’Œ †‘–’“’ 4 ”•。 ϺÐ,ÑÎ 1。 n1 Table 1 oNpn;qrlmq@ Surface displacement of station location layout Ò»¼½¤µÓÒÔ / m         Ò»¾½¤µÓÒÔ / m  1 2 3 4 5 6 7 8 53023 70 135 197 258 80 150 205 252 53024 72 120 176 230 71 120 173 225     ' 4 ijabCHgh_`(?k' Fig. 4 Different coal pillar width of vertical 4 2 stress distribution nephogram –’ 4 ”•,—     ­ 50 m ‘,   ,’Œ ˜ 33 ~ 34 MPa — sltu ˜ 5302 »¼、 »¾½¤¿À˜Á 16 ÍÎϺЇ‹ÕÖº。 à ĄÎ Žº·×ØÎÏ ‡†‹ÙÚ,“’ 6 ”•, ˜™š› ˜,› ™šœ; 40 m ‘, Å,s ĶÛ,l Ò ÒÔ。 ª’ 6 «¨¬®, È´µÃ°  Æ ž“ Ÿ¡›” ,’Œ  33 MPa; 30 m ‘,œ› , ›žŸ¢ £¤, ¡¢ ¥ ¦ Ž §, ¦ Ž §    7 m, ’ Œ  ¨ © 60 m Ü Ç 180 m ÝÞ。 ¼½ ¤œßà§ÏšÛ 150 mm,ȯ©à§ÏšÛ 200 mm。 ¾½¤œßà§ÏšÛ 156 mm, ȯ - 42 - Å5   130 mm, 140 mm。  ,,  , 40 m   。   5302  ­ 37 8 m。 (2) €‚ƒ„ , †‡ ˆ € 30 m ‚ †,’‡‘“”,ˆ ­ 40 m。       (3) Š‹‰Š‹•‰,  5302     ‰Š‹ŒŽ‘ ­,  40 m ƒ, ‰Š‹ŒŽ‘„,    523 Ƭ¸:“¦ˆº»     40 m ˆ, Š‹–—ŒŽ, ˜™  š‘’。  (4) ›œž、€‚ƒ„“Ÿ¡¢•£”,      •¤¥–、 ˆ, “¦¥—˜™š›。        :             [1] œžŸ, ¡¢£, ¡¤¥, §. “Š‹¨©“ƒ„ ª«[ J] .      [2]                     ¦¬§. ®¯°¨©¨©[ J] . ª±, 2014 (1) : 14 - 17. [3] «¬®. Š²˜™›“³´µ¶[ M] . : ª· ¯, 2007. [4] ¡¸. ¹“º»¨©ª« [ J] . °, 2013(6) : 59 - 62. [5] ,         [6]   ž, . “¦™Šº»ª«[ J] . ª  „, œ  [7]     [8]      Fig. 6 6 ¾. ±²¯°Š‹ŒŽ‘ [9]     data analysis in roadway .  ˆ³Ž[ J] . Ÿ´ ,  ¿, .  À¼Š‹–—µ ¶¡[ J] . ±µ¶ÁÁÂ, 2007, 26 (2 ) : 173 - 176.  Surface measuring points displacement £,  ”, 2005(5) : 8 - 9.    , ª«[ J] . ª¿µ, 2012(1) : 11 - 13.     [10] ­·, €‚, ¡ ‚. ™Š ¨© ˆ·¸ ‘ ª« [ J] . ½·, 2007, 16(9) : 53 - 56. [11]  , °. ¼Š‹™Š ª«[ J] . ½·, 2012(5) : 98 - 100. µ¶, 2010(12) : 67 - 69.  5 , 2012(10) : 25 - 27. ƒ„ , †Ã. FLAC / FLAC 3D ‡ “ ± Ĉ [ M] .  : ½‰¹‰Š¯, 2008.  (1) , (  - 43 - )                                                                 †‡ˆ‰ Š‹ŒŽ‘’“”  ­€‚ ƒ„ •––—“˜™š›’œž”Ÿ•™š›’œž’œ Š‹Œ¡‘¢¡£­”“’• –¤’“”•–¥–—•¦™š›’œž”Ÿ”“’•–—“˜™š›’œž’œ ’ “”•–—“˜™š›’œ¢¡£­§¨’“¤”“– Š‹ŒŽ‘¤¡‘ •¤“˜© ªª«¦™š›’œž’œ Š‚Ž¬•®œ —¯¬°¬ „ ®±  ’“”•– ”“’•– ²³ ´µ¶    ­  €‚    ƒ‚  €‚€€ „                  ƒ   †    ‡      ˆ   ‡ ‰                Š Š ‰ ‰  ‰         Š  ‹ ‰   ˆ        Œ  ˆ ‰     ˆ Ž            ‰ ‰   Š ˆ           ˆ ‰  ‰     ‘    ˆŠ  ˆ Š  ‹ ‰ ‰           ˆ  ‹    ˆ   ˆ        ‹                   Ž  ‰        ‘  ‹       ‰   ˆ    ˆ    Š    ‰     ‹ ‰ Š  ‰ Ž  ‰        ‰   ˆŠ      ‹      ‰ Ž  ‰              Ž  ‹   ‹ ‰     ‰     ‹      ‰     ‰        ‹        Š        ‹      ‰   ‰ Ž  ‰         ˆŠ         ‰ ‹ Š       ˆŠ   ‰ ŽŽ Š    ‘     ‰ ‰   ˆŠ    ‘  ‰  Œ     ‰         Ž     ‰ Ž  ‰        ‹ ‰ Š  ‰  ‰ Š                    ‹        ‹     ‰         Š                Š  ‰ Š  ‹ ‰  ‰     ‰ Ž ˆ       Ž   ‰      ˆŠ  Š  ‹ ‰     Š  ‹ ‰ ‹ ‰ Š        ‰ ‹ ‰ Š  ‰ ‰          ‹ ‰ Š   ‰ Œ     ‰ ‹ ‰ Š  ‰                 Š  ‹ ‰        € €    ’‚ €  ­€‚ƒ„ ˆ   Š‚ ”  ˆ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’““Œ - 44 - 23456«7789  A      ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰Š ‹                           Ž‘’­“”•–—˜™š›    œžŸ¡ ¢£¤ ¢ Œ  #"¾_!Œ %¡ °þҎŒÿ    ªö´`                           ¥¦§¨©ª«€‚‹¬®¯° ±¤²³´«Š¤ µ­¶·•¸¹ ?ß ^¾_՝Š"ªÄ º»¼ ¯÷ø­"^¾_Õÿ>ª  ½¾¿À‘  Á ÂÃÄÅÆǐÈÉ ʦËÌÍ            ÎÏÐÍÑÁÒÓËÔÕÖ×ØÑ«ÙÚÛ  <¢Ùÿ!Œ"^¾ÿ>ª ½¾Üݾ¯Þßà áÌ ‰âãÞ¢ßäÙÖå æ ç¹Ïèé  êëìŒËÌÈÉ¥¦Äíîï  ðñò  õ” á̌ËÌÈÉîïóôŠ  È÷ ª ö`?  ]Ò ?   „°þÐÍ~ÜÝ [ ]                     öáÌ÷øùúÖûá̉  ?ß ÿ>ªÈ÷  ^¾ Õ ¾ÑÞüý°þÿ ~ ÿ  Ö û ù ú } |  { °þÏÍ  ÿ~.]$ð                    ?ß°-äýÏÍÿÜݪ ]                   /Ìÿ.]                ¯ö´`                         Ž   ö`?  „°þÏÍ~Üݪ ]Ò ?                                           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The study involves analyzing geological characteristics and caving characteristics of deposit of the fault fracture zone; and deducing formula of height, width and range of fall apart at the empty area using the natural equilibrium arch theory and elas ticplastic theory. The study finds that the horizontal maximum instability width and longitudinal maxi mum caving height of deposit are both associated with the lane, lane width, lateral stress coefficient and internal friction angle of debris filling body; and the scope of deposit is the sum of the zone length of fault fracture, area before and after deposit. The research may provide a theoretical and technical support to predicting the tunnel collapse form, realtime effectiveness of rescue operation; and working out corre sponding rescue plans. Key words:surrounding rock control; roadway; fault fracture zone; caving accumulation body; ac cumulation characteristics 2345: 2016 - 04 - 02 6789: ƒ„ †‡ˆ‰Š(51374097) :;<=>?: ‹ŒŽ(1962 - ) ,‘,’“€”,•–,—˜,™š›œ:žŸ¡¢£¤¥¦§¨、©€‚¤ª«,Email:hao chuanbo@ 126. com 。 - 61 - 252 0 $  # " ! ) ‰ 0 0 26 2 1   95% 。  ,  [1]    。  ˆ‰ Š‹ŒŽ‘’ ­€‚ƒ„ a Ⅰ b Ⅱ †‡,  “”•–— 10% , ˜ ™š‰›œžŸ¡¢£、 ¤¥¦§¨©ª«¬ ¤、®Ÿ¯°±²³、„ ´µ¶§±·¬¸–— ¹ºƒ«¬„»¼½¾ 。 ‰¿ [2 - 3] ÁÂ: õÄÅÆÇ、 „ À„ ´µÆÈ、 „   “—ÉÊ “Ë̏¬Ž«´ÍÎ ÏЊÑÒ、Ó、ÔՄ Ö×。 ØÙÚ Û      Ü Ý Ã µ Þ ß , à á âã¾ õäåæçè´µéêëéì  íîï 。 ˜ ð ž ñ ò Ô ó ô :   õ é ê ö ¡  c Ⅲ -1  d Ⅲ - 21  e Ⅲ - 22  ÷¡ø÷ùƒúÄùû 。 äåê›íîö¡ü õýþÿ  ~ } ¡  ¹ º ù | , { [ \ ä å ê ›Ãµý þ ÿ ~ } ¡  ] ^ ,  › í î ö ¡ [ {_`þÿ¹@ 。  Ȭ , /´ „ „ ?Ž>=—<;: ´ µ . ¸     ƒ ¯ ¬。   éêõÝ- 。 <;-  ,    |       ã ¾   ¡  Ä, íîö¡ „ ¦¥ 。 , , ùþÿ çèõ , §¨ ¨+éìíîïã¾Ãµä å , ´Í^œ , ãõ~}¡þ Fig. 1 Î 、 Î*~}¡‚ ,   ЊÑÒ 、 Ó 、 ÔÕÀ„ 1  Structure type of fault fracture zone ­^ƒ) ,¶¨+íî·;¸,¨© 1 ½ª。 Ⅰ €‚ 。 ¨+íîïý¹Ôî˜@™›; Ⅱ¨+í 1  1 1  îïý¹Ô£‘š; Ⅲ¨+íîïî˜ @™›ƒ£‘šºœ¥—,»˜° Ü郄Í(¢, ¶œü½° †‡ˆ‰`Š‹Œ ݎö+¨‘、’,“±Ž¨‘”•–ö+ '—íîö˜。 íîö˜—@™¨‘ó ( Ⅲ - 1  ) ƒ–ü½° ƒⅢ - 22 ) 。 –œ,¼ ( Ⅲ - 21 üî˜@™›, ˜à‰¾¿ý ô¨+”š¢î˜@™›。 œ¬, óžö+ ˜¡©ÀÁÂ,˜¡¤ŽÃÄ©Å°ƒÆÅ°Æ ÜŸ–¨+”•–Û¡¢£‘š。 ¨”¤ Ç,÷¡ÄÅùÇû。 ´”DZÈ,£‘šýÉ Žî˜@™›ƒ£‘š¥—¦§éì¡{ ¶Ê^‘š&%,˜¡ÄÔÀÁÂ,*é+¥— ¨+íîï,¨© 1 ½ª。 ËÀ̂¾,Í÷¡ÄÅù¶‘šœÎ¡Î& «¨+íîïéì'—¬®、 ¯° ±²–œ, ¨+íîïÎ³–´œ [4 - 5] * %lj。 둚œÎ¡Îlj¬, ÷¡ÄÅùÏÇ 。 µ û;둚œÎ¡ÎÇÐ、 ‘šÑ´(Ζ|¬, ÷ ¨+íîïî˜@™›ƒ£‘š¥—° ¡ÄÅù´üÇÒÓ。 - 62 - ë3 Ž 1 2 쫪,š:™¢í 253 ¼½‰ˆÎŒ   ,  ,   ,  ,     €,­ „    ­、  2 €‚ƒ †‡ˆ‰Š‹Œ。 ‘’, € ­ € ‚ƒ“”„。 †‡ˆ[3] • [4] –‰,—˜ Fig. 2   Partition of caving Ž ™Š‹ŒŽš›‘’“œž€ Ÿ™ ¡¢”,•–— ,£¤–¥  ˜™— š¦, › ÃÍÅÕÚÛ, ÜÖ½¼½ †¿À±Ý: (1) ¯ ؼ½Ï 。 ÀØ ¼½ÞߒÁː , £ Àؼ½ §‚ƒœž‚ƒ¨šŸ¡。 ¢©› ‘’ª £ «¤, §œžš€‚ƒ ׃ ीá â。 (2) ¼½ ¼½ã Ù²Á‹ ¥¬€¦‰,ƒ®‰Š, §¯°±•²³´ 。 µ, ¨¨¶·©¸ Œ。  ¯°,¹ª、 、  • «¬š®›º。 ½ÚÛÊ,å¶Á。 æ,Ã͊ˆç•èéÜד, 2  ‰ŠÃÇÎꐵŠˆç», º Îêë݂, Þì»íŠˆ。 „î,  ĝŠˆ½ï ¶Á。 „šµŠˆç ,ß¼½ ¼½¢ïÁ‚, ´ 2 1 ‰Š»¼½¯°¾¿ À±”: (1) Šˆƒ²³´ “ µ¶ ” ‹, ·¾”Á«¬›。 (2) ‰Š», ƒ²¸¹‹ Œ。 ‰ˆ»、º‰ˆ‘’、»»‰ˆ ‰ˆ‘’ , ¼½ ´Ã€ ¼Ä,²Å½€Æ¸¹‹Œ。 (3) ‰Š¼½ÃÇ, ²Å€‚¾È。 É ÀÁË,¤”Á£ ÂÌ。 Ã͊ˆƒÎ‹Ä:  § ÊÀÁË, ¼½ã  ͖ äÍÙ¶Á。 Ç,£ Â̔ÁÙ, ¼ £Ø‡¼½Îê²³´ †ð, ¤– ñ òóô€‚ï¶Á, îóô¶õ Šˆàƒê。 2 2  †Ô–‰, õ‡‡áöѕ÷ö ыŒ,£‚ƒ ’‘’“», ¨â¬¸ ¯°。 î,  øÒ,ùê ¯°ÜãÈäø。 õ‡ ¶ ƾȄʿ ã ‰ŠÅ‰Šš¦。 Æ Ïŏƒ‰Šš¦,  Ýÿ~}|。 Ý±Ýüý’Ø ¼½ú å,„î,þæ؉Šã ± š{çè”[,\”]^: (1) ]^éàš; ¹ƒÇ‰Š, ȉ Š»€‚¶ÉÊÐË¿Ì͝, ¼ ½ÉÊÐË¿Ì͝, †Ñμ½ ÒÏÓŽÉб”。 ѹÒ, ƒ‰ŠÃÇ ÍÓʕŠˆÔȑ’, Õ¤¶ ·¯¾È, ¼½£ Â̔ÁÖ°¾  ,ÂÔ¾¼½、 »¾¼½、 ×¾¼½ ,†Ø 2 –Ù。 ¼½úû, ¤‰Š (2)     šáöÑ_¹ ‹Œ; (3) `ŠˆÔáöÑ_¹@š?>; (4) Í΋@š=Î, ؇¤<΋, ÈÕ¤ý=Ν“。 ʾ”Á«¬, € Í”ÁÁ«¬, ;¶ Šˆ ¶£ê ´ÃÂÁ«¬。 Íî,|。 - 63 - 254 Í Î Ï Ð Ñ ¬  2. 2. 1  1907  , ­ €‚ 20  50   ,ƒ‚ „ † ‡ˆ‰  , ’‰ Š‹Œ,Ž‘ ‡“, Æ 26 Ó Ò ( a1 = H·cot θ = H·cot 45° +  , 。  ,   ,。   φ 。 2 ) ½™˜«˜Ž½‡°¢,  , ›¿š Ž ‚ ¾ ‘À—±。 ƒ¸¹‘±ˆ, ¾ ­ª’“Á¿š­¢¾”¦ª•–Á, Ž§¨ ‡“ƒ’,©” 3 ƒ’‰—Áœª, ,˜™‰ FCE1 E2 š“›€Žœ ƒ’‰•– Á。 ”•‰ –—˜™ „š [6] „”›œž › 。 Ÿ¡ ,‚  ¢,¡‡£¤¥ •‹, ‚¤¥•‹ ¡‚‡£ 。 ¦§¨ ­ ˜ ©,ƒ ­ª ‡ €‚«˜ƒ˜¬„ƒ€,® 。 , †¯¡˜‡°¢ †¯ ­ˆ‰€«±ˆ。 Š‚š ›ƒ’®‹ x2 y2 + = 1, a2 b2 Ž—(1) ž—(2) ¥Ã: x2 + λ2 ·y2 = λ2 ·b2 。 (3) › OA = y0 ,– C €Ÿ¡ ( a0 + a1 , - y0 ) ,E2 €Ÿ¡ ( a0 , - ( y0 + H) ) ,  C €™ E2 €ƒ œ ƒ’,Ä¢£—(3) ,Ã: ( a0 + a1 ) 2 + λ2 ·y20 = λ2 ·b2 , ­”€˜² a20 + λ2 ·( y0 + H) 2 = λ2 ·b2 。 Š‹ ˜©, ˜² ‹“®«˜”‡ ,´‡Œµ¶ ˆ€,³Š‹ ”€˜ ±, ›­ª ‘±ˆ,˜­ª •– b / a = 1 / λ, (1) ª €˜ [7 - 12] — º  :b———ƒ’‰ª†«‡ a———ƒ’‰ª˜«‡ λ ———œ‚ Ž y0 ž—(4) b=  ; ™®«š«˜ˆ‰。 槡 λ       2 (a0 + a1 )2 槡λ 2 ( + ( ) 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 + 2H·λ2 ) (5) , ž» H m , ¬ƒÂž» H、 Ÿ» 2a0 、 š« ˜ˆ‰ λ 、 ¼¡¢ ­£ φ ¨。    Fig. 3 ,à a,³ ) ,›¾、¿š‘À、 ¤¾”¦œ‰ –Á «ƒ’‰ , ˜«’¬±Ÿ» 2a, †«’¬    ( DZŒ ±•‹, ƒ­¯‰ ‘±ˆ    ,à b,³ 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 。 2·H·λ2   Ƈ— 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 a = λ·b = (a0 + a1 ) + , 2H·λ –’¬ž» H m    2 Ž b ž—(1) Hm = b + y0 =  (4) 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 + 。 2H·λ2 ( a0 + a1 ) 2 槡 ; } ŕ—(4) ¥Ã: 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 y0 = 。 2·H·λ2 ,Ž·¸¹‘±ˆ ­ª‰ ƒ’‰’“„, ” 3。 , ­ ƒ’ (2) 2. 2. 2  3  Calculation of goaf area in fault fracture zone   ©” 4 œ ª , ®   È » ® «  ,     ›œ‰ B1 B2 E1 E2 ž» H,Ÿ 2a0 ,  ¼¡¢ ­£ φ, – ž»¤–Š¥›‹ŒŸ» a1  ¥¦È» L。 ›” 3 Ë ªž» – É Ê   ™ ¯ ° 2 a 0 、 š « ˜ È»ÉÊ ˆ‰ λ , ­ £ φ。 ³ ­›§–Á±Ì›¾±Ì H m   - 64 - ­ ¼¡¢ š3 ä ÏÐÑ,:ܙ Š‹  ( 5 )  。 255 Œ”‘’ 3     (1) ˆ‰ ŒŽ‘’,  , Œ”• “Œ” Š‹   Š‹ 、–, „—€˜™ :š›,œžŸ¡¢˜£‚œž,     ŒŽ‘“¤œž, ¥ŒŽ ¦§œž¨© ª«, ¬®¯° a ŒŽ、 œž±²œž³– ´ 。 š­,œžŸ¡˜£‚œž  µ,¥€Œ˜£ ‚‚ •”¶’,®Ÿ¡¦§·¸¹·“º»  ¼ƒ³ (2)  ¸¹ 。 Š‹ „ †‡½ˆ‰ Š ‹ŒŽ¾™, Š‹ ¿ÀÁÂŒŽ ÃĺŜž¨©。 ¦§‘ÆÇÃÄ, –  b 4 Fig. 4 2 3 、  Ȓ“、”• 、˜™—šÉ。  Direction of length of roadway (3) ¥   5, θ1 ,   θ2 ,  L1  L2 : L1 = H·cot θ1 ,  L  L = L1 + L0 + L2 = L0 + H·( cot θ1 + cot θ2 ) , :L0 ——— œžŸ¡, ¢ ¥¦ ¦Ê Ȓ“›Â”•  ž£¼¤¥。 Ⅰ Ȓ“; Ⅱ¥¦ ¦Ê›Â”•; Ⅲ¥¦   Ȓ“›Â”•§¨œž,©„Ÿ¡¨,ª  ¤«Ÿ¡( Ⅲ - 1 ¥ ) ¤«Ÿ¡ ( Ⅲ - 21 ¥Ⅲ - 22 ¥) 。 (4) ¥•”†‡¬®³¯«³ , L2 = H·cot θ2 ,   –— °Æ±  ² 。       •    、  “•” ³ , € , Ë̌”²¿ ­´Í¿­•” , µ– 、  、 ¶ºŒ 、 Ȓ Ê  É,       • ”              、       η 。  Fig. 5 5         :  Covering range of caving pile in lane is calculated  、 [1] , θ1   θ2 ,  5  ,θ1 ≤ θ2 , θ1  θ2 ­ ,„ θ2  ­, . ¹³”•Áº€‚™»»  Œ Ž ‘ ’ [ J ] . Ó Ô Õ Ö ´ × Ø × Ù, 2013, 23 (1) : 1 - 5. [2] 、 、 ÏÐÑ, ¸Ò,  ÏÐÑ, ¸Ò, ƒ ˆ‰  „, . ÚÛܙÝœžŒŽ [ J ] . Ó Ô Õ Ö ´ × Ø × Ù, 2012, 22 (6) : 549 - 552. [3] , €‚ƒ  †‡。 - 65 - Þ, † ‡. ßÚÁàÒáÚۈʼn⊈‰[J]. ¸‹³ã­××Ù: †‡Ö׌, 2011, 31(3): 13 -16, 67. (  261 ) à3 á 3 1815 - 1822. [2]   [3] ,, , 。 : (1)   ­€‚,  ƒ„。   †  ‡ˆ‰,­ Š‹ƒ ‹Œ  ,Ž‘’,“” [6] ­Š’ª[J]. ˜«™¬¢, 2009, 30(3): 45 - 50. ‹ŒŽ. ‘’“®¯ ²³´†¢, 2005. °±[ D] . –²: – YOSHIMI Y, TOKIMATSU K T. Settlement of buildings on satu rated sand during earthquakes[ J] . Soil and Foundations, 1977, ”•, †–—. ˜®µ¶ [ J] . œž  ¢, 2011, 32(10) : 3177 - 3184. ·¸¹, ™š›, œºž, Ÿ. ™¦§¡¢£¤»‹ ­ Š [ J] . ¼½ ¾¬¿ † ¢¢ £, 2014, 24 (3) : 301 - 305. [7] ‘•。 ˜ÀÁ « ÂÇÄ,˜ÀÁ ««Å¥ ¦§ . GB 50011—2010 à  ®  ‡ Æ Ç ¨ [ S] . –²: ˜«ÃŸÈÉ, 2010. [8] : [1] €‚¤, ƒ„ , † ‡. ¥ž™¦§ˆ‰Š¨© 17(1) : 23 - 38. [5] Œ。 (3) ‡ˆ ­ [4] ­€‚, ƒ„。 (2)    261 ·¸¹,Ÿ:­®‘Ï  . —ž˜¦§­ , Ã,  ’ª[ J] . œžŸ¡¢£, 2011, 33(10) : 1623 - 1627. , , –. —˜™Š š› ­[ J] . œžŸ¡¢£, 2007, 29 ( 12 ) : (   ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  255 ) [4]  « [5] [6] [7] [8] [9] ©. †¢(  œ,  [ J] . ʏ Ð ªÊËÌÍ[ D] . : ˜ ) , 2011: 56 - 58. Î,   , Ÿ. ʏˁ­Ã , 2014, 21(4) : 409 - 412. . ÑÒ­€Í‚œ­ƒ«[ J] . „ ¯, 1990(2) : 55 - 57. Ï  [11] ‹†‡, ˆ–. ‚œ‰°­Š±Ñƒ­€[ J] . . ŒŽ Õ ˜™¤, š›œ, žÚŒ. žŸ³€­ÛÜ´µ[ J] . œ ͬ® „ÍÓԟ¡¢£, 2014, 31(3) : 354 - 358. ¨‹ –—, 2002(2) : 36 - 39. [10] ¢ÍŸ¡¢£, 2002, 21(5) : 745 - 748. ¡Ó¢, ¡–£,  §¨ ¢Þ¯š 34(1) : 58 - 64. [12] ‘’˜­[ J] . ™² ևÆ, 1963(5) : 13 - 16, 37. ×. ŒŽÀؓٔ•˜­[ J] . Ÿ¡Ã‡Í - 66 - ©ª ­ ,« ¤, Ÿ.  ¢· ¤, ¬ ®, Ÿ. ¯¬®Ëœ  ° ± [ J ]. œ  (1) : 18 - 26. ¥¶¦­†ªÝºÕ °±[ J] . œžŸ¡ ¢ £, 2012, Þß ¢ Í Ÿ ¡ ¢ £, 2012, 31 (  )  26  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  9   , Vol. 26 No. 5 Sep. 2016   , (     ­€‚ƒ„, †‡ 150022) ! ": ,  ­€ ‚ƒ„ †‡ˆ‰Š。 ‹ŒŽ‘’“”•–, Ž—˜™š›œ† žŸ¡ †。 ¢£¤˜™š›œ† ž’¥¦,§ Gambit „¨©ª«¬®¯°©±²。 ³´ µ¶·¸¹­º¹©»,¼ ½¾¸±²,§ Fluent ª«±¿®¯À‡Á›™†、 ‡Á ›™†ÂÔ­‡Á›ÄÅÆ«ÇȁÉ“ÊË。 ÌÍÎÏҘ™š›œ† ž†ƒ Ž‘’Ѳ­“ÒÓÔÕÖ׌。 #$%:®¯; ØÙ; µ¶·¸¹; Fluent; ½¾¸±² doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 05. 002 &'()*:TD714. 3 +,-*:2095- 7262(2016)05- 0475- 05 +./01:A Law behind coal dust distribution in full section tunnel boring machine excavation Liu Yongli, Liu Di, Shen Bin ( Key Laboratory of Mining Engineering of Heilongjiang Province College, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper seeks to address the problems, such as the excessive coal dust concentration in tunnels and a lack of new air between the bolting machine and working face—which arise from the work ing process due to the use of a new kind of full section tunnel boring machines in Daliuta coal mine. These issues are eliminated by designing a sort of ventilation method defined as longpressure and short pumping ventilation mode according to the layout characteristics of the excavation system. The study aimed at the elimination consists of using Gambit pretreatment software to establish the physics model for the excavation system for the purpose of predicting the effectiveness of longshort ventilation; applying discrete phase models of the theory of gassolid twophase flow and jet and using Fluent to simulate the law underlying the distribution of coal dust occurring in the conditions of different quantity and ratio of pressing air volume to absorption air volume; and different outlet locations of the pressing air and absorp tion air volume. The result may provide a scientific reference for the selection and arrangement of fan e quipment tailored for longpressure and shortpumping ventilation mode. Key words:excavating face; coal dust migration; gassolid twophase flow; fluent; discrete phase model 2345: 2016 - 08 - 01 6789: ˆ‰Š‹ŒŽ‘’(51474099) :;<=>?: “”•(1968 - ) ,–,—˜™,š›,œž,œžŸ¡¢,£¤¥¦:§¨©ª«¬®,Email:yongliliu1968 @ 126. com。 - 67 - 476 0 %  $ # Ý ¯ ) ) ! 26 0 " Í¥、 ‰、 £、 •¢¦Š÷§· ¸¹ƒ†š¨。   , Þ ‘쁎®„ þ‘íÞ¦©ª« ¬ã,®”âý•æ‘š—,¯‘   、   ­、 € ìð±•–—²§‘·³´µ’‘ ,¶Ü>‰Ã°æ©—·—í·¤ [1] †‡ˆ‰Š 。 ‹Œ Ž‘’“”•–—‘, ˜™‘š—†‡ ¯¸¬•–—·‘, ‘ š—¹º 1 »。  ,  ‚ƒ„ Ž›œžŸ、¡¢£”¤¥¦;§¨Ž ©,ª«¬Ž®¯Ÿ °±²³´。 µ¶     ·¸¹º»¼½,Ÿ¾¯,¿ÀŽ Á Ãľ¯, ÅÕ–—‘ÆÇ ‡ÊË©, ÌͯŸ Î  Ï Ð Ñ Ò Ó  Ž,   Ô  Õ Ö Ì Í × ˆ Ø È“ [2] Ù ÉŽ   。 ÚÛ,Œ®ÜÝÞÔ߁à  , äåâ á⯟ã äŸ、•æçèé、æêëìž Fig. 1   1  Ventilation mode of tunneling face ØÙ,‹Œí© âîï。 2  ðñðòóô¯õö“”â÷øùú ûü,ÎàŽèéý、Žø¯þÅà 2 1  Žš—,Ž®ÿ~,}|·{š[\ Æ];}|·ÑÁ^_Ÿ×ˆÆÇ;çˆ ¼:+½­*¾¿å¬, ÆØ [5 - 6] : Ù£À{¼,¹Á `@ú?à 《 >÷ž 》 = 0. 25 m / s  [3 - 4] 。 ;¯õöÅ÷øùúûü < ©:/, ÷øùú 。 ÷ø ûü‘íÞ– “”ìž ùú¦, âý•æ‘ š—¾。 Úâ ý•æ‘š—Ê , ” Gambit { . ;-à³þ, ,”éÐ (DPM) ; ” Fluent Ææ •Ÿ、Ɛ敝 。 1 (2) ¦Ã‘、ÄÅÆÇ, ªÈÉδÊËÌ áÍ ÎÏÐÐÇ。 (3) ÑÚÒÓÔ,  Õ֟×ØÚÆ µÙÂÖ¹。 2 2   2. 2. 1  Ž Á³* ÚÛÜà³ ,Ý ´ £œìž,”³ ¾)。 ({, ³Ñš¨ [7] ‡™ ,Þßà - ßà¨þßà - àáâã þƐæêë­ ¨,ŸäåÚÚÛ推,' Fluent Úé Ð( Discrete phase model) 。 ç    ðñðòóô¯õö 52501 §€ ýÚ 4 849 m,ڂƒ}„,ø 6. 0 m × 4. 2 m,ø (1) ¼‘³[Úƪ•Â´。 25. 2 m2 。 ,”÷ø½Êûü †。 ÷ø½Ê· QMJ4260 ‡Íˆ þ‰Š;CMM10 - 30 ‹Œ—Ž‘}|·þ}’ “·‡Í  Ž ^ ” } |、 } ’ • ¢  Š; DZY100 / 160 / 135 ª–—˜«™š·‡Í™šŠ; Î è ÚÛ,  ®ééÐ ,ê ÚÛÚéÐ, Á³Ú¡¢ 。 Ùëì¡¢éÐØÙ, ÎàéÐ  í´ ¾î?, Èå¬ è+½ ïðÈÉéЁ¡¢ØÙ。 ÚÛ£Ñæñ, ”Å&ò¬àáâ㚨óô,õÀ, [8] öÀÚÛØÙ 。 2 2. 2 ›«œž·‡Í™šŸ¡¢£œŠ, ɤƒ - 68 -  ®é”µ·æŽ÷ ԁ  Û5 Ü ÝÞ¤,ï:ß±²³ ´¢«¯ÌÅ 477 ­×Ø 。  Reynolds ,    1 t + Δt ∫ ( t) dt, Δt t  t = - (1) : t  ——— ; t——— -   -  = t  + ′, :′———  ,        (3) €‚ƒ '2 Fig. 2 3 2  , ­ ­, „ — 2 ( ) 1 2 ]^MN_H`aOJLb ¾¿—©ª«¬ 52501 É»ÌÍ´¢µ²Ê §žÂÎÇφ¿, ІÑÒӋŒ 。 ʤˋ。 (1)  (4) :ξ——— €[ - 1, + 1] ‚ƒ„ †‡; κ———†‡  ˆ ‰ˆŠ。 ( Velocity - Inlet) 。 ÕÒÓÖ× ÕÒÓ (2)     ˜ Õ Ò Ó Ö × € Ë ˜ Õ Ò Ó ( Outflow) 。 ‰Š‹Œ‹,  Ž ‘’“  ŒŽ„ ”。 •‘’Ž“”•– –—‹˜,’“‰ ,™— ’“š‰•›, ’˜™ Ž ­œž。 š›Ÿœž x、 y  z ¡‘Ÿ¡¢¢Ž ,£’‰¡£¤¥ UVWXHIYZ[\( Calculation model and meshing on excavation road way [5,7] 1 2 2 v = v + v′( t) = ξ( v ′ ) = ξ κ , 3 - Ž ¹ÊÉ  ÂÑԆ ­ b 。 ,m / s; :v———  - v ———  ,m / s; v′( t) ———   ,m / s。  «‘ (2) : - v = v + v′( t) ,  a 。 (3) Ø²ÙÚÛÒÓ, ز܉, ݖ‡Ø²ºÞß  0。 (4) ½˜» ˜»Õ²¤ÌÅࣲ, ÑÄÅ» 。 †ÑÌÅáâã‘Ÿ²: • ¤´¢ªµ²²Åâ, áÑ´¢ µ ÍÁÌÅ;䉷¸ 埯¶Ø²¤¦ ÎÅâ, á  Ñ · ¸ å Ï  Ð æ · ¸  Í Á  3  3 1 QRHIJST ÌÅ。 ¦§¨—©ª«¬®¯”°’—±²³ ´ ¢µ²¤¥­¦§ž,´¢¯¶±²¨,© 6. 0 m, 4. 2 m,€´¢ª› 60 m ”¯¶ «‘‚¬。 ®¯´¢ 、 ·¸ 、 °¹ ¶、º»¼½˜»¼±²³ 。 、¯ ¾ CFD , ¿´µ Gambit, ´ µ¶À·, ¸ˆ¹ºÁ»¼½。 ¾ ÌÅ”¶¤ç ­èÑ Rosin - Rammler ­,ç 1 × 10 - 6 m、 —ç 1 × 10 - 4 m、éç 1 × 10 - 5 m,  4 ¤¦ 0. 001。 Žž† 1. 93。 ’Ž  ‰ ¿´¢¯¶Ã»ÄŞƤ«­¦ÇÀ§ž ( Á  1) ,ƒÃÄÈÅ»¼‹Œ。 Æ Gambit ǽ ´¢ ¯ ¶  » ¼  , È É  。 « ‘ ¹ Ê, Ë Â 2 ÃÒê»—、Ò꽺»¼é¦、Òê ½Óԋ´¢µ²ÌÅ ­¢¢Ñ«‘, ÕÖ´¢µ²ÌÅ ­×Ø。 ‰ë‹Œ¤¦ ìí,«‘, †ÑÙî Dis play  - 69 - Ú。 478 ¹ 4 1 º » ¼ ½ “ ¾ ¾ ° 26 À ¿  ,  1   0. 5, 、      40 m, 400、600  800 m3 / min。  3         。              Fig. 4   4        Coal dust distribution with No. 1 conditions       Fig. 3 3                 Coal dust concentration distribution under different     wind conditions          3     ,            ,  , ­€ Fig. 5 ‚ ƒ  ‚ „    ‚ ƒ  ,    † ­€ ƒ‡ 。   -5 3 ƒ †ˆ‰ 5 × 10 kg / m 。 ‰ ˆ‰ 1. 0, Š ‹ ‚Œ ,   ‚   Š        Ž ‘ ,  ‚ € ’   “     ” • “ “ ˆˆ ‚ ­€–— 。 ˜™š ›œ ‰‚‘ž  ƒ  , ”• ­  ‚  ‘ ž „ Œ ‚  。      40 m,    “ ,  ­Ÿ“ , ‚‘ž ›œ 。 € ­Ÿ  , ¡¢  £„Œ¤¥   ,   ¦ ˆ , ­ €   †  §,   ¡ ¢  †‡ ; “ ,  ­€   « †   ,  ¡ ¢ ˜ ™ š   ¨©ª ¨©ª  4 2  600 m3 / min,  。 €   ,€    ­。  ,  ,   ³ª´‡‰‚‘ž, ¡¢´ ‡ †§。   5c ’‰, , ˆ ‚«†µ“, ¡¢ –—¶¨, Š¢ ‚,Ž‘´‡‡ † “, “”•‚¤  ­,‹•Ž‘„Œ·,Œ‰Š ƒ š·¸ 4 3 。        600 m3 / min,    „  0. 3、0. 5、1. 0  1. 2 , 。 „Ž‘² ˆ 6 ’‰。 0. 5        ,     1 m,   (d2 )   †, † ƒ  1、15、 25 m;°‚,   ,   40 m, (d1 )  Coal dust distribution with No. 2 conditions  ¬  ,  ­®¯。 °ƒ,  ±„² †‡ 。  5    20、30 40 m。   ƒ 4、5。 - 70 -        Fig. 6 6      Coal dust at different pumped air volume ratio Ó5 Ô ¾ÆÇ,:¯™ŽÀÁ‘̭ :  , 。  ,   1. 0 ,   , ­€‚ 。  ƒ„  1 ,  ,†   1. 0 ,­€‰ƒ‚‹ŒŽ˜‚ 。   1. 0 , ­€‰‚‹Œ Ž, ,‡ˆ­€‰ : 5 [2] 2007: 268. , , ³´. ±µ [3] —˜‰, ­€‰ ‚ , ­€‰ §¨ , ,­€‰ [5] †‡, ˆ‰Š, ¾ÆÇ, . È­–š›ÀÁ‘—ÉÊ Ž‘®, ³´, ’“”, . ‘­€‰ ö·Ë –—˜, ™ š, Ž‘®, . – —Â‹ŒŽ  ö·[J]. »¼ °°½, 2010(8): 957 - 962. [7] › ”, ™ œ, žÍ. FLUENT ΋¡Ÿ¡­€Ë¢Ï ¢¦[ M] . : £‹ [8] 。  °°½, 2016, 26(4) : ¸¹º[ J] . ̕»°¼, 2001, 29(3) : 43 - 45. œ’ “‹Œ。 (4) ,  ‚, ¾ƒ„. ¯™Ž†¿ÀÁ‘‹ŒŽ ‹Œ¼[J]. Ä´Å»¼ °°½, 2015, 25(6): 584 - 587. [6] ¤。 š›¥, Œ¦§¨œ‹Œ© ;š›¥ , ‡ˆ ª«„ , ”‹ Œ©† [4] ž‚ƒ Ÿ¡š› (3) š›š›¢‘ £ °°½, 2007, 12( S2) : 1 - 5. 368 - 372.   †。 (2) ‰­€™Ž ,   œ。 ­, € °   , ¶·¸¹º ö·[ J] . Ä´Å»¼ (1) –   ¬ . —  ® ¯ ° [ M ] .  : ‰ ¬ ± ² [ J] . »¼  š›,‡ˆœ “,”­€‰ ‘’ 。  [1]   •。 Š‹ŒŽƒ‚‹ŒŽ,   ‘’ “,”­€‰ •。  479 ö· ™£³,  : ÑÒ ¤, ™ °, 2004: 19 - 22. ¥. Fluent ¼Ð¦Ï¢¦Ë¢[ M] . °, 2007: 33 - 39.   - 71 - (    )  26  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  11   Nov. 2016  1 ,  Vol. 26 No. 6 2  , (1. ( ) 1  1 , ­€‚ƒ„  ,  100083; 2. †‡ˆ‰ Š‹ŒŽ‘’“, ”• 112700) ":, ,  ­€  ‚、ƒ‚„ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“,”•€ –— ! £Œ¤¥¦£§™š›œ ¨€©‡ ­,ª«ž MATLAB ¬®¯ ¨™³´µ, ¶· „ƒŒ‚–¸¹º»¼。 ˜™š›œ。 žŸ¡¢ °±²§™š›œ ½¹º¦£¾¿À ɌÊË。 ƒŒ–ÁÂÃĥŁÆÇȾ ; ; ; –—˜ #$%: doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 003 &'()*:TD727 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0601- 05 +./01:A Position arrangement optimization of air cooler in coal face intake alley Wang Hao1 , Huang Ming2 , Kong Song1 , Dong Zhanyuan1 (1. College of Resources & Safety Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China; 2. Daqiang Coal Mine Co. Ltd. , Tiefa Coal Industry Group, Shenyang 112700, China) Abstract:This paper features a mathematical model for controlling underground heat harm———a model for predicting the air temperature for coal face intake alley developed by the efforts to systematically analyze the heat and moisture exchange relationship between the surrounding rock heat dissipation, air current in intake alley and air current in hair dryer, as is evidenced by the arrangement of two air coolers in coal face intake alley. This model is validated by both the discrete analysis building on the principle and approach of the finite difference method and numerical solution drawing on the MATLAB software programming, together with the calculation of air temperature for the inside of coal face intake alley and hair dryer. The proposed method may provide a reliable basis for both a better insight into the law behind the air temperature in the air dryers in coal face intake alley and an optimal arrangement of air coolers. Key words:coal face; intake alley; air cooler; air temperature prediction 2345: 2016 - 10 - 06 6789: –—˜™š›œ(51574249) :;<=>?: ž Ÿ(1986 - ) ,¡,¢£¤¥¦,§¨©ª«,©ª¬®:¯° - 72 - € ±²³,Email:wanghao6755@ 126. com。 602 0 ,  + * ÿ ™ • • ( 26 ' ) , Ⅰ× Ⅰ—Ⅱ×óƒ„\ ›œ <{µ、” ,ÌÍÒ   [1 - 2] ,  ,  @ †‡ˆ, ‰Š ‘’。 “”• ­€‚ƒ„ ‹ŒŽ –‚­€—˜™š› [3] œ。 žŸ¡¢ £¤¥¦‘, §¨ 。 ¬®¢ ˜ƒ­€©ª« [4 - 5] ‚ ¯‡°—±²,³´µ、” [6 - 7] ‘¶·¸¹。 º»¼¢ ½¾¿©ÀÁ ‰çàÜÒÙÚ。 øù,  ƒ„ 、 ­€æµ ò óƒ„ Ì Í Ò   – áâ。 1 1 èéå‘êëìí。 ï €‚Ê˃„, úû©ü’Ç, ýþÿ•~¤。 }–ò |  {[­€\], ‚ ‘—‡°, ^‰§¨_` ­€« , \ÿ•†@?  ‹­­:팎‘’“ ­:–š š—\ qm = ÷ã:q m ———•­:–š d——— è ¨èé<ã {[­ €,\;³´,‚{[­€èè Ã÷—›œ。 øù, ç­€æ µå‘ê‚îí¢, Ï恵 ‹ ò‚. å‘\ x ƒ„¨,© φ = φ1 + φ′x, Fig. 1 1 φ2 - φ1 , l } 킭‘: (2) φ′———킭‘¶·¬。 ƒ„だ,-  ­š™:® ‘¡¢ÇŒ : ¨¯° φp s φb( t + ε′) , ≈0. 622 p0 - φp s B - pm (3) t———µ‘, ℃ ;    p m ———³´:³®,kPa。 b、ε′、p m -   3 ÷ã:φ1 、φ2 ———ƒ„©、ª«킭‘; l———ƒ„å‘,m;   š,kg / s; ÷ã:p s ———±²³´:³®,kPa; p0 ———™:®,kPa;   (1) Öמ™。 øù,\Ã;â±²,Ÿ\ í‚ ­‘䃄呡¢Ç¶·,\£¤ x ¥¦§。 d = 0. 622     ρq V , 1 +d ï  킭‘ φ ™ƒ„呶·‰ ¶·,š¶·—›\™œ ÞÃ/킭‘ éí¢ <, 1 。 ”š¶·。 • ­š,kg / kg。 φ′ =  Þð, ρ———­­:˜‘,kg / m ; q V ——— Á š,m3 / s; ½>`=~¤。 1 ƒã ç‘ó ­š¢ †‡ëì ¨¶ ·。 øù,‚ ‘ˆ‰‡°›œð,Š ßà­ €ÝÞðñòóÝÞè駨ô¿õö Ã÷。 øù,ÝÞ恍­€«  _­  Ãı²ÅÆÇÈÉÊËÌÍ‘Î, ςРу„ÌÍÒ—ÓÔ³´。  ­€Õ‹Ö×ØÙÚÛܨÆÝ Þ,ßàÝÞáâã䁃呶·ÝÞæç ñ— ¦Šµ¶— 1。   Schematic diagram of intake airway with two ‘©Œ \;³´,· air coolers } (4) d = Aφt + φP, (5) A = 0. 622 ×\­€ , Ⅰ ¾{µŽ×, Ⅱ× \ ¾{µ¾×。 ò P = Aε′, £¤{[­€ ¸÷(3) Š¶\ - 73 - b , p0 - p m , çûÁ µ6 ¶ ¸,¹:º»œ · 1 Table 1 t/ ℃ t2 ———• 2 –ž›,℃ ; b、ε′、p m  Parameters table of b、ε′、p m b D2 ———• 2 ˜™,m。 p m / kPa ε′   1 ~ 10 61. 978 9. 324 1 016. 12 734. 16 11 ~ 17 50. 274 19. 979 1 459. 01 1 053. 36 18 ~ 23 144. 305 - 3. 770 2 108. 05 1 522. 08 24 ~ 29 197. 838 - 8. 988 3 028. 41 2 187. 85 30 ~ 35 268. 328 - 14. 288 4 281. 27 3 105. 55 36 ~ 45 393. 015 - 22. 958 6 497. 05 4 692. 24 •—‚Ž ˜‘„™: q mf dH f + ( H f - H1 ) dq m1 + ( H f - H2 ) dq m2 = - ( t f - t1 ) k1 πD1 dx - ( t f - t2 ) k2 πD2 dx + q mf gsin θdx + ( t gu - t f ) k τ Ldx,  dd = A( φ1 + φ′x) dt + φ′( At + P) dx。  : c p ———    kJ / ( kg·K) ; ›“,W / ( m ·K) ; t gu ———œ¥ž,℃ 。 (6) r——— c ps ——— ,  ( k πD + c 1ρ+q d ) ( t - t ) dx + ( k πD + c 1ρ+q d ) ( t - t ) dx +   2 501 kJ / kg; ,kJ / ( kg·K) 。 φf 2 p ­ E 3 = k 2 π D2 + c p  x ­, € ,‚ƒ†„  x ­ †ˆ。 ‚‚ƒ„ †‡ :q m1 ———• 1 –‚ k1 ———• 1 –—’ g———š‡”•›,m / s ; 2 ,kg / s; (9) 2 f 2 f ρq V1 - 1 + d1 ρq V2 dx - ( q mf φ f′+ 1 + d2 (12) ρq V1 , 1 + d1 ρq V2 , 1 + d2 r( φ f P - d2 ) “,W / ( m ·K) ; 2 E6 = ( q mf φ′f + φ f ρq V2 ), 1 + d2 ρq V1 - 1 + d1 ρq V1 ρq V2 + φf ) rA, 1 + d1 1 + d2 ¢(12)  E1 dt f = E2 ( t1 - t f ) + E3 ( t2 - t f ) + t1 ———• 1 –ž›,℃ ; ( t gu - t f ) E4 + E5 - E6 t f 。 D1 ———• 1 ˜™,m。 • 2 –‚Ž ˜‘„™: q m2 c p dt2 = ( t f - t2 ) k2 πD2 dx - q m2 gsin θdx, k2 ———• 2 –—’ V2 1 E5 = - q mf gsin θ - q mf φ′f rP - r( φ f P - d1 ) θ———œ–—,( °) ; t f ———‚ž›,℃ ; :q m2 ———• 2 –‚ E4 = k τ L, ˜‘„™。 ‚ 1 ρq V1 ρq V2 + φf ) rAt f dx。 1 + d1 1 + d2 E 2 = k 1 π D1 + c p  V1 §,¡ q mf ( c p + rAφ f ) , E1 = dx (8) q m1 c p dt1 = ( t f - t1 ) k1 πD1 dx - q m1 gsin θdx,  2  ,, ‹Œ“”Œ•–、—‚Ž • 1 –‚Ž ˜‘„™:  p r( φ f P - d2 ) ‡ ‰Ⅰ—ⅡŠ‹Œ, Ž†ˆ‰ dx ‘’‡Š, €„ 1 q mf φ′f rP - r( φ f P - d1 ) r  cp   c ps ,  , 1 2 1 ( t gu - t f ) k τ Ldx + ( - q mf gsin θ -  1. 005 (7) : dH = c p dt + rdd。 2  (1) ~ (8) (11) ,ž¦Ÿ q mf ( c p + rA( φ1 + φ′x) ) dt f = (7) , ‚ ,kg / s; H f ———•—,kJ / kg; k τ ———¤š  H  1 kg  , 1 kg  d kg  H = c p t + ( r + c ps t) d, (11) :q mf ———•—‚ L———Ÿ¡¢£,m; (2) (5) ,, , 603 ­«¼ ‚ ,kg / s; (10) “,W / ( m ·K) ; 2 (13)  [8] £¨©¤ª 2  - 74 - ‡«¬® ­ž¯°“±²¥ˆ³´¦。 Ⅰ—Ⅱ 604 Á Â Ã Ä  ( n - 1) ,   Δx = l / ( n - 1) ,   2 。 Å Æ È 26 É Ç 2 ŒŽ,℃ ; :t ac1 、t ac2 ———‰Š‹ 1 t rw ———‰Š‹ŒŽ,℃ 。 (16) ~ (19)  “”•– š›‚,­€ƒ„œžŸ                              2    †     Fig. 2   3    ¢‡£,ˆ‰¤Ž‰Š,Š‹  Node number ŠŽ¥Ž¦Œ §,ŽŽ§‘€ ’¨“žŸ: ,  ,(13)   ( t gu - t f ) E4 + E5 - E6 t f , r( Aφ1 t1 + φ1 P) ) + q m2 ( c p2 t2 + r( Aφ2 t2 + ” ( ) t +t t +t + E ( - 2 2 ) ( t - t +2t ) E + E - E t +2t 。 gu k -4 k -1 k k -3 φ2 P)) / q m1 + q m2 + q mf - rφ3 P] / (cp3 + rAφ3 )。 (20) (14) (14) ,   t +t t +t E1 ( t k - t k - 3 ) = E2 k - 5 k - 2 - k k - 3 + 2 2 k k -3 4 5 6 k ŒŽ t3 = [ q mf ( c pf t f + r( Aφ f t f + φ f P) ) + q m1 ( c p1 t1 +  E 1 Δt f = E 2 ( t 1 - t f ) + E 3 ( t 2 - t f ) + 3 ¡ •。      F1 = q mf ( c pf t f + r( Aφ f t f + φ f P) ) , F2 = q m1 ( c p1 t1 + r( Aφ1 t1 + φ1 P) ) , F3 = q m2 ( c p2 t2 + r( Aφ2 t2 + φ2 P) ) , F4 = rφ3 P, F5 = c p3 + rAφ3 , k -3 (20) , • F1 + F2 + F3 t3 = - F4 / F5 。 q m1 + q m2 + q mf (21) E2 t k - 2 - E3 t k - 1 + (2E1 + E2 + E3 + E4 + E6 )t k = ¦©–ª,(21) ­Ž 。 «¬ (15)    - E2 t k - 5 - E3 t k - 4 + ( - 2E1 + E2 + E3 + E4 + E6 )t k - 3 - 2t gu E4 + 2E5 ,k = 6,9,…,3n。 (16) ,(9) 、(10)  ,­,€  k 1 π D1 k1 πD1 q m1 c p - ) ti - 3 - t + 2 2 i -1 Δx ( k2 πD2 q m2 c p k 2 π D2 - ) tj - 3 - t + 2 2 j -2 Δx ( (17) t2 = t ac2 , t3 = t rw , }  €’。 ‚›¯ 2302S °±«¬“”« Ÿœž,²Ÿ¡ ³ ‡ˆŠ‹‘。 Š´‰Š µŽ 14 ℃ 15 ℃ , 3 ‰Š‹ ¢£ 400 m / min, ‹Œ (18) Ⅰ—Ⅱ‚ƒ„, †‡ˆ: t1 = t ac1 , ) MATLAB šˆ“”˜、 ™Ž k 2 π D2 q m2 c p k2 πD2 + ) tj - t = 2 2 j +1 Δx q m2 gsin θ,j = 5,8,…,3n - 1。 4 ( —‰Š‹•–¦®«¬ 200 m  “ ” , € —   ˜  « ¬    。 ™  k 1 π D1 q m1 c p k1 πD1 + ) ti - t = 2 2 i +2 Δx q m1 gsin θ,i = 4,7,…,3n - 2, ( š ‘’­€,  —‰Š‹˜、 ™‘’  ( š ¤¥ 5% ,¦§ 1 000 mm,‰Š‹ Ž 26 ℃ 。 ¨©¶£, ¡ Ž·ª„, 3 。 ¸ 3 ‚«Œ, ¬°±«¬“”• ‰Š‹ŽŠ¹º», ¦«¬ ³¤¼´º½®。 ’¾,˜、™ – (19) Ž¦«¬     Ž § €    ¯ ° º ¿, À ¡ 23. 3 ℃ ±²。 - 75 - Ö6 Ì ¸ –”žŸ。  ¥¦‹§    [1]       ¨. ©ª•–«¬”®¯°±[ M] .  ²³©´Ÿ¤µ­€, 2013: 1 - 10. : †, ¹. º”‡ˆ¬”®¯[ J] . [2] ‚ [3] ½¾¿, ‡‰Š, ‹ŒŽ. ¶”©ª ƒ, ¶·„, ¸ ©»¼, 2016, 47(8) : 81 - 85. IJDEFGH_A`abcAdVefg Temperature variation of air flow inside and outside air duct with two air coolers and isometric duct  [4] [5]  (1)  , ­。 Nh+.:  5 £¤      Fig. 3 ¡¢     '3 605 ·,¹:›×Ø  †‡, ˆ‰Š ‹†Œ, ˆ MAT LAB Ž‘  †‡’“ 。 Á Â, ÃÄ , ‘’Ž, ¹. Å“¬”Æǐ° ±[ J] . ”¤È, 2002, 27(5) : 499 - 502. ÃÄ , Վ, ³–. ɬ”Ő”•– [6] ÃÄ , —˜†, Á™, ¹. ËÌÍÎÏДžÑ‰Š Òӌ [ J] . ”¤È, 2015, 40(7) : 1541 - 1549. [7] ÃÄ , —˜†, Á™, ¹. ÔÕ‰ŠÒӌ [8] ROY T R, SINGH B. Computer simulation of transient climatic 、 。 (2) ­€‚ƒ„ € ‰À›œ‚[ J] . ²³©´, 2010, 19(3) : 110 - 115. Ê€¡¢[ J] . ”¤È, 1998, 23(6) : 611 - 615. [ J] . š›‡®¯Ÿ¤¤È, 2015, 34(8) : 898 - 904. conditions in underground airways[ J] . Mining Science and Tech nology, 1991, 13(3) : 395 - 402. (3) ”•– †Œ。 —˜™š“›œ• - 76 - ( -i  jk )  26  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  11  “  ”  Vol. 26 No. 6 Nov. 2016  ,  (    150022) ":“ ”  ,  “  3D ”  ,­ FLAC €‚ƒ„ †,‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”Ž•‘–’“— ˜™ š›”œž‡Ÿ¡¢。 ‰Š‹ŒŽ‘£¤Ž•‘–’“,¥¦§¨ š›© ! ª« 53. 5 mm,¬®¯ 26. 6% ,°±¨ š›©ª« 80 mm,¬®¯ 33. 3% ;¨ ²³œž¬® 0. 7 MPa,¨ ´µœž¬® 0. 7 MPa。 ¶·¸¹º»¼½¾¿¨À’“ Á,ÂèĒ“ÅÆÇ €。 ºÈÉÊË:‰Š‹ŒŽ‘’“ÌÍ ©ÎÏÐ 1 129 mm ªÑÒ265 mm,ÓÔÅÆÕ Ö×Ø。 ُÚÛܗ˜™“ ” ’“ÝÞßàáâ ÌÍ Á。 3D #$%:“ ” ; ; ‰Š‹ŒŽ‘; FLAC doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 002 &'()*:TD322 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0596- 05 +./01:A Support research of hollow grouting anchor cable in three soft coal seam mining roadway Bi Yewu, Fan Xiuli ( School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper aims to address a large deformation disaster of the surrounding rocks occurring in " three soft" coal seam mining roadway. The study building on the typical case of " three soft" coal seam mining roadway in Yan'nan mine belonging to Da'yan mining area involves adopting numerical simu lation method by FLAC3D to analyze the law behind the displacement and stress distribution of mining roadway surrounding rock under the condition of hollow grouting anchor cable support and anchor net ca ble belt support. The comparative analysis suggests that compared with anchor net cable belt support, the hollow grouting anchor cable support provides a 53. 5 mm decrease (26. 6% ) in maximum displacement of roof and floor of mining roadway; an 80. 0 mm decrease ( 33. 3% ) in the maximum displacement of two sides of mining roadway; a 0. 7 MPa decrease in the maximum horizontal stress; and a 0. 7 MPa de creases in maximum vertical stress. It follows that the hollow grouting anchor cable support can offer both the best support method and the optimum support parameters designed for the practical engineering. The industrial field test proves that hollow grouting anchor cable support affords a remarkable economic and technology effect by decreasing the roadway surrounding rock deformation from original 1 129 mm to about 265 mm. The study may provide a new control method for surrounding rocks of " three soft" roadway sup port under similar conditions. Key words:“ three soft” coal seam; mining roadway; hollow grouting anchor cable; FLAC 3D 2345: 2016 - 10 - 16 6789:;: ­€‚(1978 ƒ) ,„, mail:biyewu@ 163. com。 †‡,ˆ‰,Š‹,ŒŽ‘’:“”•–—˜™š›œž、“Ÿ¡¢£¤、¥¦§,E - 77 - 06 # 0 1=2,_:“ ”  597 °%&'ÐÒÖ× †‡$Æ=<;,+Õ°Û£, ˆ‰ÐÑÒ Ó$%&'ÐҊ‹Ö×ÛÜఏŒŽ、 ã ¥„             10%     [1 - 2] “  ”  ,   、  ?‘’“, ~”©ª “  ”   Ö×ÛÜ,”· •Ö×òó–„,#ˆîï” ©ª“  ”    ˜Ý™°òóš›。 “” ,   1  ,“   ”   ­€‚ƒ , „ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ , ‘’‰Š ‚ ƒ,   • – — ˜, ™ š  ›  œžŸ¡Œ‘’¢£¤¥¦§¨ 。 ”©ª ©«28 - 2  ³´*—õ “ ”  ¬®¯° “  ”  , ± ² ‰ ³ ´ µ ˆ ¶ · , ¸   ž Ÿ ‘ ’ ¡ ˆõœ}|%&'ÐÒÖ×òóâãä, 3D ž ¥ FLAC „ †‡ğ?>”©ª Œ , •–— ˜ , ¹ º » ¼ ½ ¾ ¿ À Á , Â Ã Ä Å ÆÇÈÉ Ê Ë ” Ì Í 。 Î Ï , Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Ö × ¡ÐÑÒÓÖ×¢¯%&'ÐÒÖ×à £¤’“。 Øʈ”©ª ÙÚÖ×ÛÜ 。 Ýކ ß ,“  ”    à , á Ö × Û Ü ¹ „  â ã ä 。 åæ , ”©ª “  ”  ä 、 ƒä , Øʈ‚çáÇÈ 、 ˜èÀÁ°¼”³ ´ , éêâãá “   ”   ÛÜ , ¬ á  Æ ë  ì í î ï ° ð ñ ò ó ³ ´ ôõ 。 ö÷,õ›øùúûü “  ”   [3]  ۟ýþÿõ~°}|Ê{。 [\ 、 ] 1 1  ”©ª “  ”  Ÿ: [9] ¯ , © ;„ 28 - 2    ‚ ˆ } | Ä ƒ,  ¥ „ Ƃ †‡† Ö׊Ü$–„¦Æ=<;§?¨ †‡ª †¯ˆ y " 1 / 2 Ä«†¯,ª † ¯¬®:x( - 50,150) ,y( - 50,100) ,z( - 50,400) ; ¬®:x(0,4) ,y(0,100) ,z(0,3) ;x(196, 200) ,y(0,100) ,z(0,3) ; y(0,100) ,z(0,6) 。  ¯¬®:x(0,200) , ¥`°±²ä†¯, ¥`@?>、 Æ=ä<;:/.-,+ Õ°Û£,}|ÿ “  ”  òó, *· ³´Õ!µ¶·,¸`ú–„¦† 1 ¨‰。 ¹º:†¯»¼½Ÿ¾Ÿ£"ŒŽ½¿,ÀÁ Ò + Ð&ÔÕÖ×òó。  、  、  [7] \ _ü?> “  ”  ° ך y = 50 m, õäÆš y "†¯¹º, ¸ y = 100 m; ÇÈ , œ É 5 m, šy= [4] ^ _ ÿ“ Ð)ÐÒ + (Ñ + W ¯Ó + ' + Ö ” ÔÕÖ×ÛÜ、 ãÐÒÕÖ×òó、 ÐÑ [5] , ·“ ”  ‰Š,Õ` ~ [6] Ö×ðñ¬  Ö×Ã,¡ *˜ˆ ¼。  [8] û Ä”©ª®¯ “  ”  ݝ : òó, ÿ “  ”   ²‰`}|。 Ø}|Ê{, +Շ­ ݝ,*·%&'ÐÒÖ×òó,”©ª©«  28 - 2  €Æ‚Ÿ z "ˆ ¼, Ã^Š"½/Ąň 1. 4;  ÂÃ,Æ 5 m Ö×õ,¯Ö à 50 m,õä š y "†¯¹º¸ y = 100 m; †¯¦Ê 1 ¨‰。 1 2  (1) ŒŽ ¥ FLAC „ 3D ÒËÖ×$¡ÐÑÒӊ‹Ö×àŒŽ ?‘,ü ƂŸ #Ì,ÍýŠ‹Ö× ˆ}|ă, àÉÎ 1  Table 1 †‡†‡ÿ%&'Ð  ϟ。 ƂŸõ~ÉÎ  Mechanics parameter of coal seam and its roof and floor ÐÑ Ò« E / GPa σ a / MPa σ t / MPa μ/ υ ρ / g·cm - 3 c / MPa φ / ( °) 1 Ӑ 3. 82 21. 58 0. 98 0. 37 2. 6 3. 44 28. 4 2 ÔÕ֐ 4. 38 35. 46 1. 87 0. 39 2. 6 5. 72 30. 5 3 28 - 2  2. 1 11. 23 0. 73 0. 27 1. 4 1. 36 26. 7 4 Ӑ 3. 55 23. 85 0. 71 0. 31 2. 6 4. 8 27. 6 - 78 - 598 š › œ ž ƒ „  ¡ ¡ £ 26 ¤ ¢ 53. 5 mm,­€ 26. 6% ,                      Ÿ  ­   €  ‚€  80 mm,­€ 33. 3% 。   (2) ‚ † ƒ„ FLAC  3D        ‡   †  ‚ ,‡ˆƒ‰­Šˆƒ‹€,‚Œ ƒ  ˆ   † € † ˆ­   ‰ Š ‹‚ Fig. 1 1  Numerical simulation model map of mining roadway ,   2 。 „ˆƒ‰­ŠŽ‘ƒ„ˆƒ Š,  ,‚ 3、4 。  3 ,  ,  †’‚“   ­ €   ‚  ƒ‚   “ ‚ € € €  ‘ †  € € € †’‚ †’‚ ‡ˆ‰,    †’‚ 27. 3 MPa,                     ; ”   †’‚28. 0 MPa,  Š,  ‚‹• –;    †’‚†’‚;  „    † ‚  ‚ ”€ ‡€ˆ  ‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‰ €‰  €‡‰ €‡‰  €‡‰  †’‚ †’‚, ŒŽ  Š  ”€‰ Š  ‹ „ ‚ Œ „ Š€   Ž ‘ ’ƒ a  。  †’‚‘—                   ­  € ‚    ƒ  „ƒ   “ ƒ ­ ­ ­  ‘ ‡  ­ ­ ­                    ­€  ‚  †   ‡ ƒ­  ƒ†”­ ­ˆ  ‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  Š­‰ Š­‰  Š­‰ Š­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  €­‰ €­‰  €­‰ €­‰  €­Š‰  ’ „ € € ­€ † ‡   „‡”€ ‹    †  ˆ‚ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ ‰€ €  € ‹  ”­‰ ‹   ƒ Œ   ‹­   Ž ‘ ’„ b Fig. 2  2 ƒ   ­ „  „   Ž “  € € ­€ Š  ”€   Š   † „ ‹ † Š€   Œ Ž ‘ a  Surrounding rock displacement contour map of roadway  2 ,  、 ,  €‚ ƒ   „„ ­  †† €    Š† † ‡† ‡† ˆ† ˆ† ‰† ‰† ƒ† †  †   Ž† ‡† ˆ† ‰†   ‹ Œ‡‡ † ‹ ­                          ,;    ,   , ,        201 mm,   240 mm;    ,    ,,  147. 5 mm,  160 mm;  ,    ‘’† ‡† ˆ† ‰† Fig. 3 3 b     Surrounding rock horizontal stress contour map of mining roadway  4 ˜’™ ,  “ , ”‚  ”   “ ” ‚    ‘ —  ;     - 79 - ¤6 ¥ ¦§¨,£:“ Ž‘” „ 599 †‡©                ,          24. 7 MPa,       25. 4 MPa,  ,                  ;           ;          。                       ­     € „              ­     € „                           ­  ,                            ­ €   ‚  ƒ‚   ’ ‚ € € €  Ž “  € € € „   5 Fig. 5  ‚ ”€ ‹   Š „  †€‡ˆ †€ †€ †€ †€ †€ †€ †€ †€ †€ †€ †€ €  €        ‚ ƒ  ‚ ƒ “ ”   Synthesis columnar section of “ three soft” coal seam ‰  ”€ 2 2 ‰  Š „ ‚ ‹ „ ‰€   Œ Ž ‘ƒ a    ›ŒŽ 6 ‘’, €ƒ„‚ 28 - 2 œ ‡„ ž”Ÿ  ¡™š, ¢                   ­  €  ’ ƒ ­ ­ ­   (1) “™š ‚    ƒ  „ƒ   Ž “  ­ ­ ­  • – Œ :    ˜›— 2. 2 m,˜ Š 22 mm £™š››, œžƒ †   ƒ†”­ ‹      ‡ˆ‰ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆˆ ‡­ˆˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡­ˆ ‡ˆ­ ‡ˆ­ ‡­ ‡­ ‡­ ‡­ ‡­ ­ ‡­ Š  ”­  Surrounding rock vertical stress contour map of     mining roadway  ,   , ,         ,      Fig. 4 b Š       Š   ƒ ‹   Š­   Œ Ž ‘„ 4 Š ­。    a 2    2 1   €‚€ƒ„‚ 28 - 2 „ †‡ˆ‰Š ‹Œ“ Ž‘ ” „ , †‡’‰“Š“,   ­€‚ 3. 8 m,€” 3. 0 m, ­€‚ 4. 0 m,€” 3. 0 m, ­ƒ•– 400 m,Š 10 MPa,     „—Š 14 MPa; „ — †Š 6. 15 m, — ‡”Š 3. 0 m,‡†Š 1. 83 m,ˆ‰† Š4. 60 m, ‹ŒŽ 5 ‘’。 †Š 7. 0 m, ­˜Š - 80 -   Fig. 6 6       b  ­ Anchor net cable belt support section diagram Û Ü Ý Þ 0. 8 m × 0. 8 m,  17. 8 mm、  6 m            ,     1. 6 m × 1. 6 m, 1     2      ,    50 kN,   100 kN。 (2)   „ ‡ ß ß á 26  à —˜‰Ÿœ,•–‰Ÿ— 1 500 ˜,  “™š”‰Ÿ—” 450 ›˜。 ,       600      ,   , ,­€‚ 22 mm、    6 m,         4   ,       ‡  110 kN, 1. 6 m × 2. 4 m, ­€ „ 7  Fig. 8 MSK2835  †。    [10] ƒ , „   †:­€‚ƒ€,    8           roadway displacement contrast diagram before and after grouting anchor cable supporting ž, Ÿ¡¶ ·¢ £¸¹º¤¥Ÿ,»¦¼§—˜²³½¾ˆ‰; œ ¨Š©ª ¿«¹ƒ£¸ˆŸ, À ¬®Á—˜ ,¯°—˜±¬ º‰Ÿ,‘” £„                  —˜‰Ÿœ,² Ã³«,¶ÂāŠ,š” Á´, ¶µ¶„ ˆ·, ¸¹Â—˜          ºÆ¹º‘’¤¥¦§。 3         (1) »Ç‡È‘ÉÈÊˑ̳ ,¶Í “ ÎÌ” ËÏ®—˜¥ÐÑ a  £„ ™Ò¸¹—˜ºÆ¹º‘’¤¥¦§。 (2)  —˜¼½¾¿‡ƒÀœ»¦    201 mm,‚Á¿‡ƒÀœ»¦ 240 mm;  —˜¼½¾¿‡ƒÀœ»¦ 147. 5 mm,‚Á ¿‡ƒÀœ»¦ 160 mm; ǝŠ‹™Â,         —˜¼½¾¿‡ƒÀœ² 53. 5 mm, ²  26. 6% , —˜‚Á¿‡ƒÀœ² 80 mm, ²   Fig. 7 7  33. 3% 。 (3)  b  +  Grouting anchor cable and anchor net belt support section diagram (3)  „ 。 ˆ‰Š‹ ŒŽ‘ ’  “ ” • – 5 000 m — ˜, ™  ” 3 000 m—˜š›œ‡­ 20% , ˆž‰Ÿ, ‰ŸœŠ •–œ 60% , ¡¢‹Œ£‘¤¥ˆ¦§。  „ ,‘¨©ª«¬, ® — ˜ š › œ ¯  °  ± Ž ² ³ ´ µ œ 1 129 mm ‘’±Ž 265 mm, „8 27. 3 MPa,      28. 0 MPa; —˜¿‡Ã± —˜¿‡Ã± ¦ 24. 7 MPa,  —˜¿‡Ä 25. 4 MPa,Ó  †—˜²³ —˜¿‡Ä» ¬Å’ 。 (4)  „ ÔÕ“ ÎÌ” ËÏÌ ³ ÀÆÇք ,×ŒŽØÍ, —˜²³´µœ±Ž265 mm, ÙÚ ²³´µœ±Ž1 129 mm,‘’ —˜š›œ 70% ÈÉ,µ¶„ ˆ‰ÅÊ。  †。 “‘” - 81 - ( 611 ) Ð6 Ñ [5] ° . [ D] . .    : [7] [8] . ‚ƒ„ [ D] . :  ,   ‰   [ J ].    2393, 2398. [9] [10] [11] [12] [13] [14] €,  ,  . Š‚ [J].  ‹ , 2012, 31(2): 303 -310. •‰[ D] . Ÿ: Ÿ , 2011. ‡ ¥, ƒˆˆ,  ‰, ‡. ¦’§ ±, ‡. ™š¦’§›œšžŸ ² ³ ´   [ J] .    ‹ , 2014, 33 [18] ”•–, °  [J].  ‹ , 2015, 34(S2): 4216 - 4225. ±, — ¢¤¸¥ ˜, ‡. ™š§·š› œŠ[ J] .  35(10) : 1954 - 1964. “”  ”•–, ° ±,  ‹ [20] «“¯¤¸ ¥œ‚  [ J] .   œ‚ ¦, ¬ ²¶ , 2016, ¦, ‡. §¨¨©ª¢ , 2016, 35( S2) : 3458 - 3472. ¢£¤ [J].  ‹ , 2006, 25(S1): 2963 -2968. , ”•–, ° ±, — ˜. ¡¢ 90#µž‚²¶£¤ œ‚ƒœ ‚ž ­€, ‚¡, ƒ„ , ‡.  ˆ† ˜, ° ‹ [17] [19]  ”•–, — , 2011, ¥, ƒˆˆ, ‡. ¬®¦’§¯’“ œ‚ž‰[ J] .  (9) : 1791 - 1797. •‰[J]. – , 2011, 36(12): 2039 -2042. . —˜™š›Š ‘, ‡ ‚ „ˆ , 2010, 31 ( 8 ) : 2389 -  ,  , . ŠŒŽ‘’ Ž 2014, 33(10) : 2138 - 2146. † [16] , ‡.  ‹ 30(9) : 1848 - 1854. [15]   , 2006. ,  [J]. ­€ , 2002, 17(4): 28 -32. 611 ƒœ‚ª«ž•‰[ J] .  , 2012. :  [6] ±,‡:À - — - ¬˜™š›Šžƒ ®, ƒ ‹  ¯. °¹©± ƒžª«[ J] . º»¥€¼ , 2016, 26(1) : 21 - 24. œŠž‰[J]. – , 2012, 37(9): 1493 -1498. ‡ ¥, , ‹Œ (  , ‡. ˆ¨¤©  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  600 ) [ D] . :€¼ : [1] [2] [3] [7] °². ³´ [ D] . :  [5] [6] , 2013: 1 - 12. ¶¿·¼¸ [8] ¹º». ¼½¦Àµ„ [ D] . ¿À: ¢€€¼ Á ¼ [4] µ½¾„  , 2006. ™„½¾ÁžÂ Â. µ¼À¿·¼¸[ D] . : € µ¼½¿·¼¸[ D] . : [10] , 2006: 1 - 60. €¼ , 2012: 1 - 51.  , Ä Å, ÄÆÇ. ™¿·¼¸Ã“ ” È É £. ÊËÌ Î. µ¿·³È¼¸ [ J] . –¼¸, 2014, 33(04) : 118 - 121. Ï Ð, Ñ »¥€¼ [9 ] . à ÍÂ, Ç€, ° , 2013: 39 - 52. Ò. “ ” œÄµÉ „[ J] . º , 2016, 26(4) : 358 - 361, 377. Ó ÔÕ, Ö . FLAC / FLAC3D Ê  ‹ •× [ M] .  Ï ¼¸, 2015, 43 (10 ) : : Ò­ËØ, 2013. Ð, Ñ Ò, ³Ç», ‡. ÌÙ̀‚ڜĵ ÎÆϽ¾¼¸[ J] . –€ 51 - 55. œÄµž›[ J] . 2010,15(6) :46 - 48. “ ” ÅÆœĵ¿·¼¸ - 82 - (  )  26  6  Vol. 26 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2016  11   Nov. 2016  1 2  ,  , 3  (1.  ,  150022; 2. ,  150022; 3.  ,  150022) ! ": 。  ­€‚ ƒ„ ,†‡ˆ ‰Š‹ŒŽ‘’,“”•–—˜,™ š›†œžŸ¡›、 ¢£¡›¤œ¥¦›§¨,©ª«¨š›¬®Ÿ¡‘’。 ¯°ˆ Ž³›,†‡§¨´µ¶±¬®Ÿ¡‘·¤¸¹,º»ˆ ¶¼½¾¿ ÄÅÆÇÈɱʲËÌ。 ÍÎÏÐс ;  #$%:;  ; ÂÁà ±Š‹¤² ÀÁ、  ÒÓÔՋֿ×ØÙÚ。 doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 06. 001 &'()*:TD745 +,-*:2095- 7262(2016)06- 0591- 05 +./01:A Congestion characteristics behind slope changing roadway in coal mine water inrush disaster area Pu Wenlong1 , Hao Chuanbo2 , Zhang Guohua3 (1. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is a response to the rapid rescuing the people trapped in disaster area following the occurrence of coal mine flooding. The study building on an insight into the impact on emergency res cue of the congestion occurring on slope changing roadway in coal mine water inrush disaster area consists of analyzing the physical and mechanical characteristics of congestion body seen on the slope changing roadway in the disaster areas; according to different medium, classifying the bodies into the three types: stone pile up, the coal deposition, hybrid coal and rock; identifying the way all types of sediments accu mulate, developing physical and mathematical models for congestions occurring on slope changing road way in the disaster area to analyze the precipitation accumulation characteristics and scope under the three conditions; and thereby deducing the function relationship between jam area edge tracing line and the an gle, slope length and the fault size of slope changing roadway. The research may provide theoretical and technical support to an improved emergency rescue. Key words:coal mine water inrush; changing slope roadway; jam; emergency rescue 2345: 2016 - 10 - 07 6789:  ­€‚ƒ„ (51374097;51674107) :;<=>?: †‡(1977 - ) ,ˆ,‰Š‹Œ,Ž‘’,“”•–—,•–˜™:š›œžŸ¡¢£、¤¥¦、§ ¨©ª«,Email:pwl0451@ 126. com。 - 83 - 592 0 # " ! 0 ( % %  26 2 1        ‚ƒ„ Fig. 1 [1 - 2] 。   ,  ­€ †,‡ˆ‰Š‹ŒŽ ,‘’“” •–—˜ ™š›œž 、 Ÿ¡¢£š¤¥ ¦Ÿ§¨£©ª‚«¤¥ž ¬。 ® ¯žŽ °±², ³´µ¶、·、¸¹、º »¼½¬¾¿ÀÁÂÃÄŔ£ÆÇÈÉÊË, Ì Í( Î) ÏÐÑ·、、 ¹¬ÒÓÔ, ÕÖ×Ø    95% ,   ,   ž  1  Disaster area changing slope roadway block diagram ‚ÂÃÝÞۏÈ˪ÙÚ, ÙÚÔ«ó ¬šÀ/.。 (1) ÙÚÔ¦®¯°±ÂÃ'â²³Ô,  àÁ¾´é“šŸ® ۟µ°¿âÍ ( Î ) Ô,ÂÃ&¶±·¢¸¹。 ‚ÂÃÙÚ¡ÛÜÂÃÝÞÛ, ßàáâ Í( Î) ¬ãäÁåæ® ç贵铯Âà ´´µº»é“š, âÍ ( Î) Ô¼½ÂÃÄ£”£ÆÇÈÉÊË, ¦¾á ÝÞÛêë컚ÕÖí ÈÉÊËÌ ÙÚ。 îïð, šñ òóôõö÷ø † ~ˆ/ª,¿âÍ ( Î ) ÔÀ@® Û¿¨, ¿ ÁâÍ ( Î ) ÔÂËÀÀ@® Û¿Ã。 âÍ (2) Áåæ  ùúÐû 10% , üýþÿ~à}|Ô²{、 [ \Å]^_•`[@、?|Æ>=、€< ( Î) ÔÁ Ã]`Ðû¯`€;¬ [3 - 6] 。 }, ° ‚ÂÃÝÞÛÙڂ Ø ÙÚ。 (3) ÙÚÔãä¿ÉÊ, –šãä 。 ¶ à‹ŒŽ € , ° ‚ÂÃÙڂ« “ ú 、ñÃÙڂ«、§   ¨Âæ¡¢­‹Œ€<¥¬”•, ü²ÙÚ ‚ à °Ùڂ€ƒ„ †‡ ˆ。 :‹Œ€< ˜, ­€ ,~‚® ‚ÝÞÂÃÙÚ/.,  ÝÞÂÃÙڂ«ƒ Ã。 -, „ †‰ ‡ˆ‰Û, Š Ì 1 1 ‹Œ€< , —š Ë̚, ¬çËÍ ÙÚÔã䛜 ΖÏÐ、³¸、¸Ñâ¦üÒÓÔçËÀ、 ÈÉ ãäÑ À;ÕÖ׸â Í ÙÚÔã䛜Ζ¸âÍÔ;^ ÙÚÔã䛜Ζ¸â、ÍÔ¬;ØÙ Ù ÚÔã䛜ΖâÚÛ; âÜ ÙÚÔãä› œÎ–Ýܪâ¹Ì ÜÞÚÛ; ¡ä¥ ÙÚ Ôã䛜Ζ、â( ¸â、 Ñâ、 ßâ ) 、 ÏÐ、 à üҍ¶ÚÛÀ; ·¹³ÂËÂ×Ôãä› œ–、·、¸、¸âÍ、Ñâ¬。 ‹Œ€<°±² ÂÃÝÞÛÙ Ú/.,+,‹Áó*)、  、 – ‹Œ€<ŒŽ‘¯(’º“。 1  ´´µ°±², ƒÂÃÝÞÛêë]ì é“,ÐÄÅ´ Æǵ,Á¯±ÈÉÊË›È  úÝä, ÝÞÂÃÙÚÔ¡–¬š´%/.。 áîóôâ㍶ ‚ (1)  ‚ÂÙåæƒÙÚÔçèû]ìê ëé“,ÙÚÔéƒà©Åê´。 (2) ⋴ÂÃÌ ‹´æƒÙÚÔÐèé“。  ‚Âà € (3) ‹ŒŽ Ç, ÙÚÈÉÂËԙå~ æ´é“±ò•šæìí¸¹。  ® –Ô¯—Ô˜ Ì ÙÚÔà”Âòò•á [7 - 8] , —šÀä — - –™š³Ô ›œáâ¹ÍÔ·¬ÐÑÎςãä˜ ,– š À ä › œ à 。 Á ®    ,  â Í ( Î) ¬ãäÁåæ çè´µžŸ°±², Á ‚ÂÃÝÞÛÌ ¡–ò¢Î~£¤¥ÊË Ô,¦Ì ÙÚ, §¨ 1, ü²,l ÂÃÝÞ, θ ÂÃÝÞ©,H ÂÃå。 ëƒûæ´ (4) ÙÚÔÁ ‚Â à ƒ ¡ – ™ î – ê  / Û:òàÙöÊËï–ê,ßàáÙÚð'ƒÝ ÞÛÂÃ^¢ïñêë; àÁÊËԃÿ铴 òóô–ê,¬æ´ Ž‰ÙÚԃÿ铴ç $ÙÚÔ&ñ–。 1 2   ‚ÂÃÝÞÛÈÉÊËãä,+õ œ,öÙÚÔ~÷•ËÌ: ò•âÍÊËÌ;  - 84 - áî 6 Ñ ÒÓÔ,Ä:·Š „”, «¬® ,¯‹£  ‚›®¤,¯‹‹°± ¥ ,² ;。 (1)    , ,  ,  + ,  2a。   ­, €‚  ƒ, €   „ƒ。  † ,ˆ‰。 593 ¹¯­Â  ‡,  “   ”  ¯‹( —) €‚ 、  ( — ) €¦§¨©、  ( — ) ®´¯µ¨, °±¶·¸ ¹ ®²³´µ。 €ª«³²¬ 2  ¹º»‹, ¹¯ ´¯µ²¶• l、 · θ、  ·¸ • h、¼´¸ • H ¨。 ½¾、 ¹、š”¿º«¬ÀÁ±, «»´¹¯    ­Â´¯µ。 2 1    a  £¼½´¯µ¾: (1) ‡ h = H Ã,¿ÀÁÄÅÆ£   ŒŽ, ¹¯œ’, ’’ÄŒ“Ž, Åà  ŸŒÂà b ǃÈɼʍ, ¿,ÉÌÌŸŒ      2  Plug type of disaster area changing slope roadway „Í’²     Fig. 2 “ÊË̶¯ Í。 ΍¯µ:  ¸Ž’¡Ï, 3a。  c “ÆË¿€ÇÈ      a (2)   + , 2b。   –—”•。  ”•š, — “ƒ,„ ,‡    ˜,Š ‚›  ,—†‡ˆ‰  Ž, ‘œ’¡Ÿ¢   3 „”• ,   +  + , 2c。 Š ‹£  Fig. 3 ŒŽ, ¤¢¥¦§¨, ™–‰©–‚— ƒ,  —‰©˜– , Š œž“Ÿ,ŸŒŠ —œž  ­€‚™š—›– ª¡ 、 Š ”• ¢,  , ˆ „。 h<H   Š‹,ŸŒ “Ž。 (3)  b  ”•œž “”• ­€, ™–       ‹ ŒŽ, ‘’, ,  Š h=H  c h>H  Phgsical model of changing slope roadway conges tion of different cases disaster areas (2) ‡ h < H Ã,¿ÀÁÄÅÆ£ ŒŽ, ŸŒ  ¹¯œ’, •Î¢ŽÏ͒, Åà ÀÁÄÅÆ£‚Ð‘’ÐÑ, Ÿ Œ - 85 - •Ä– •¿¯Í 594 ä å æ ç Ö º S= ,。  :  , 3b。 ,  (3) h > H , , ­€‚ƒ , „ „  ,。  :  3c。 2 2 ,  ‹‰ŒŽ‘’, “ ”•, – † ° é 26 ê è 2 π·R ·(180 - 2 θ) l - ( R - H) , 360 2 L= 2S - l·H + l, R (2) (3) )¨:S——— £ ´ ; L———£ 。 )(1) µ(2) *¬) (3) , ‡«£ ,¶)(3) ‡ª, · „ l、®„ θ µ„ H ©。 ®„µ„™¢š›, ¸„ ¹º,£ „¹º。 ‡ˆ‰Š ˜† —,™  š,  ­€‡ˆ ‚˜ † ° —, 3  »¼½œ¾,  —† ›ƒ ŒŽ‘’œ„ ›žŸ¡†¢ ›, ‡ˆ£‰‰ŒŽ‘’¢¤¢。 ¥¦Š‹‰ ¢, §¨,–¢‰Š—„ŒŽ ƒ  , ‘’¢©“”• ªŽ¢«¬–®。 ŒŽ‘’Ãœ—ÄÅƉŠ ŒÄ¯‡ ˆ‰Š«¬、°、ÇȆ±。 »¼  —°” •,˜™š›¯œ”•±žŸ¡²¢。  £ ¯ h = H ‘’ ‡¤³!¥,  4a, ¯ ¨"#¦§$¢ , %&¢ £ —°”• 4b。 ­¿À,Á ”•ÉÊ, +,² ¥³-´ Ë´: (1) ‰Š‘’.Ÿ / ¥¦ŠÌˆ‰Í µ, ¹•µÐºÑ§» ¶Î·¸,0“»Ï ´,¶Î12»Ï¼Ò­·   ͛¢©¼,²¢ŒŽ‘’œ„,34‡ˆ ‰Š—ŒÄ¢‡½, ¯5» ¾ÓŽ¿À6。    ‡ˆ‰ŠË (2) ‰Š‘’Ÿ/¥¦§ŒŽ‘’Ÿ¡Ì‰   , ­¢”­、 ¹•、 Æ¢²¢, ‡ˆ‰Š ¢† Ë)、† ÁÂ、ÔÕË)Ɔ 6—¿ÀÖÃ0 “,¿‡ˆ‰Š°µÄ҈‰Š †  a  ×ÀƜ Ø¿ÀÙ 6。 (3) » ØÚÓÙ1Û,     ܳ:&ÉÂ、1;Ý<、ÆÊË­¢ ,†‡½ÄÅ ½œ¾  Fig. 4 »Ï ­”•ÉÊ, ۻϼ¾ ­¿À,‡1ÇœÈÐ7ª8Û9Ì,  4 § b ‚ ,¿»ÏÛ ·Ì ½Í。  Change slope roadway congestion area 4 mathematical model “—°¨©ª', ‡(«£ ,©“): R= l , 2·cos θ  (1) ÎœÁÂÈÏÐ, ¯  (1)  ‹͏Þ¼­ÑÒ¢ß ( à ) ;Ó¥²–”Ô; Õ - ֘¨, Õ ¨áâã - 86 - ¹•¨©。 Ë6 Ì ½¾º,¢:†¯° (2) ,  ;    ; ,  ; 。 (3) :  [2] ­€‚ „Š, ‹‰ ;†‡ , ŒŽ­†‡€‘ Ž’,†‡‚ƒ †“‡”•;† –ˆ、†‡—。 „ ™ 2007(27) : 62. , ¼ , ½¾º. °±²‹ [4] , ¼ , [5] , ¶, , ¶, , ¢. †¯Å£œ—±²Æ´ š š« ¼ , ¢. Å£Ç·È‚É¸Ê š - 87 - ¼ , ¢. Å£Ç·È‚É¸Ê š´¹ ¥º[J]. ÁºÂ»µ¡¥¥Ä, 2016, 26(4): 351 - 357. ,  ±²’ À 255, 261. [6] [8] ±²¦š³§´¨©Ÿ £ ´¹”[ J] . ÁºÂ»µ¡¥¥Ä, 2016, 26(3) : 251 - žž£—˜§™š©˜™Ÿ、 ˜™š‘ ˜™ šŸª•¡¢。 ’,¥  ¬µ[J]. ÁºÂ»µ¥Ã¥Ä, 2012, 22(6): 549 -552. », š, š ³¿ ´”[J]. ÁºÂ»µ¥Ã¥Ä, 2013, 23(1): 1 - 5. [7] œž˜™ ±² µ¬«¬  ¯ [ J] . » µ , º. †¯ ’“£¤。 Š”˜™ š•¥Œ ,¦–ž£—˜§™š‹›¨œ, (5) £«¬¤®†¯° ±²µ¬«¬[ J] . ¥·, . †¯ †¸¹, 2005(4) : 62 - 64. [3] ˆ‰ (4) ‰Š˜™ š›‹Œ, „Žœž˜ š˜™Ÿ¡、 ¢­‘˜™ šŸ 595 š¤ ª©«‹›µ¬¶®。 [1]  ƒ, „ 、†‡†ˆ‰。   œž˜™ , ¢. ¹ ¯¼‰¡¢«¬ [ J] . À¯µ¬, 2008(5) : 22 - 24. ,  , ¢. †·°±É¸–½¤ ¾¿«¬[ J] . –¥©¸¹¥Ä, 2012, 31(1) : 18 - 26. (    )  27  1  Vol. 27 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  1   1  , Jan. 2017  2  , (1.   1  , 3  , 1  , ­€‚ 150022; 2.  ƒ„ ­€‚ 150022; 3. , ­€‚ 150022) , ! ":  ­€‚, ƒ„ † ‡ ˆ‰Š­‹ŒŽ‘’“、”•–”•’“、”•–—˜™š’“­›œž,Ÿ¡¢£¤¥¦§, ¨©ª ­« ¬ ­®。 ¯°±†:²³Œ´µ¶·­¸, ‡ˆ‰ Š­‹Œ¹ºº»¼,½»¾¿ÀÁÂÃÄÅ。 ‹Œ”•–—˜Æ™ÇÈÉʙ,˾”•–” •ŸÌ­—ÍÎÏÐÑ。 ›¾ÒÓ”•–ÔÉÕÖ׬ÅØٖ‘ÚÛܺ³µ¶­Ý Þ、ß Üàá–âݔ•Ä  ãäŸÌ­ˆå€‚, ­ ®æãàᖔ •ç­”•–Ø,è ­ éÑ«êëìíîïð· ïðñò 。 ;  #$%: ‡ˆ‰Š; ß ; ‹Œ; óô; ”•–;  ; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 01. 001 &'()*:TD322. 4 +,-*:2095- 7262(2017)01- 0001- 07 +./01:A Simulation study on rescue channel position and section shape selection for accumulation body of collapsecaving Zhang Guohua1 , Li Wencheng2 , Chen Gang1 , Hao Chuanbo3 , Zhang Dapeng1 (1. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is a response to the fault fracture zone with the greatest vulnerability to col lapsecaving of roadways The firstofitskind study is focused on determining the optimization location and appropriate section shape of rescue channel by the numerical simulation analysis, coupled with a better insight into collapsecaving spatial characteristics of fault fracture zones, and accumulation characteristics of accumulation body, and border mechanics characteristics of accumulation body. The research demon strates that the occurrence of natural balance arch tends to leave the collapsecaving of fault fracture zones limited to the elliptical line within; the boundary of the collapsecaving accumulation body is subjected to a forcea passive resistance force coming from the slope slip effect of accumulation body; and the attempt to reduce the disturbance to accumulation body and maintain the original natural stability of inner rocks, along with the consideration of the instability accumulation and forcible entry of support during rescue channel excavation requires that preferential location for the rescue channel be kept in the middle part of accumulation body area away from support accumulation, and in considering the appropriate section shape of rescue channel, a top priority be given to the straight wall arch and straight wall tiptop section shape. Key words: fault fracture zone; roadway; collapsecaving; blocking; accumulation body; rescue channel; location; section shape 2345: 2016 - 12 - 16 6789: †‡ˆ‰Š‹Œ(51374097) ;Ž‡ˆ‰Š‘‹Œ( E201250) :;<=>?: ’ “(1971 - ) ,”,Ž•–—,˜™,š›,š›œžŸ,¡¢£¤:¥¦§¨©ª«¬®、¯°±©²³´,E mail:zgh710828131@ 163. com。 - 88 - 2 0 & % $ # "  ! !  27 1 0 ‰ô ½¾¿À ¨î“Ü>¿À。  ç“Ï¡ïðñò¼©í½¾\]˜™Í ¨©,©`@ªþ‰½¾«‚õ¬、\]˜  , [1 - 2] 。 ,       ­€‚ƒ„ †‡ˆ 10% ,‰Š‹ŒŽ‘ ’“”•, †–—˜™š、›œžŸ¡¢”•›、£—¤¥ ¢¦§、¨©ªŸ¢«¬‚®‡ˆ¯°±²³´ [3 - 4] ¬µ¶·¸ 。 ’¹º»,¼©½¾¿ÀÁ ÂÃÄÅƈ ǁÈÉÊ、Ë、³ÌÍÎ。 ρÐÑÒÓÔÕÖי, ؑÙÚ Ûܼ©Ýށ߈àáâãä žœåæ。 ç“Ï輩, éê븼©½¾ \]õ¬,´\]˜®¯èšõ¬。 1 1  ¡ïðñò ì°±¢²)³´´µ¶· ^¸, ’¡?¹‚ñº»¼´±½¾¿À_ [5 - 7] 。 ¡ïðñò½¾ ñº»¼ ÁÂ쟘 [8 - 10] ,¡ïðñò ´ä˜,Ã÷(ÄÅÆÇÈ É¼©-,½¾’ø¬,Ϻ˜š±¼©¡?Ê' šːè,¼©<Œº˜¾Ì、ŠÍΒ ø、¼©ŒÏ),éÐàˆ÷ÑøÕ¬Ù±_ ÒÓ^ԞÕÖ,–× 1 ™Øž·Ù,’× 1 º»。 ¿Àìíî¡ïðñò, ‰óôõö ÷ø ùú、û¾ùü, ýρÒәþÕÚܼ©œ   žÝށßÿˆ~}|{¬, –[Ͻ¾\]˜ ™ÉÊËì^_¨© 。 ‰™,  _äÒә`@    ¨©ÍÏ\ Ý  Fig. 1 ç½¾\]˜™¨© , ­çϽ¾\]˜™Í ¨©™¨©>=±¡?åæÍ΀Å./, ‚Ï äÉÊ、ˁÒӃ„ †。 1     ́ƍ./。 ¹, ¡ïðñò¼©í½¾¿Àߟ ¡žœä   1 ¢:è‡ ,/‰Ü,  ÍÖי\]˜\ ^;。 ~åæϳ½¾¿ À\]˜™ÝÞÌ, ¢Ï³|{ ¾  ¼©¿À,‡‰¿À˜ˆ‰ºŽäŠ }‹Œ: } ¿À˜‰“Ž>=‘¼©-,½¾ ’ø,~‹¿Àî“Ü>¿À;“ ¿À˜‰ “”•–—ò˜™š›œè™ˆžŸ,ώ     ]˜¡?>=<´åæ¡?^ ;。 Ͻ¾\]™Í¨©åæÏ >=,‰¡?^;    Calculation chart of fault fracture zone roadway caving area ¹¬,Ç¶Ú š­™ “ Û ” Ü- [11] Þ,ÒÓ^½¾«‚ßà– ,á ÒÓ^â'ãäåæ a Ý a = λ·b = (a0 + a1 ) 2 + 槡 ÒÓ^ç'ãäèæ b b= ( a0 + a1 ) 2 槡 λ 2 + ( ( 2a0 ·a1 + a2a - λ2 ·H2 2 , 2H·λ (1) ) 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 , 2H·λ ) (2) } ìö¡]˜\]·¢_,~‹¿À‰ ¿À。 ™‰¿À™£Œ 󔼩¡ ]¿À,´ÏÁ+*óô›œè,Ïóô ö™>=‘¼©\]¿À。 € ¢¤,Ü >¿À ¼©¿À푓½¾’ø;¥,ρ¨© ÍÖי,ܼ©-,¦³û¾ù; ¼©¿ Àí§‘“øÕ;¥,ρ¨©ÍÖי,ܼ ©-,‡¦³û¾ù。 瓡ïðñò¼©í¢¤, šŽ ¸™:λ ———¼©â¡?Ð'<Ê' šÆé; a0 、H———Žêäܼ©¡?™Äë^ãå ±èæ; a1 ———¼©èæì-Éí’ø¢îï åæ。 ( a1 = H·ctg θ = H·ctg 45° +  , 2 ) (3) ¸™:φ———¡ïðñòÉñº»¼´Éðñò。 “ ,ºó®Ü¼©<Œ¾Ìéèæ Hm ä: - 89 - Â1 ‚ Hm = ÃÄÅ,Æ:• ( a0 + a1 ) 2 槡 λ 2 + ( Š‹‡˜ 1. 2. 2 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 2H·λ2 ) 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 。 2·H·λ2 (4) ,     (   ´¿µ¶[11] ,·• Š‹‡À¸Á¹Š ˆ•  º, »§— 3a  3b, º Š‹‡Š‹ H wm ¼‘¯½: H wm = ) 、 ,  。   , ( a0 + a1 ) 2 2a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 2 + 2 2H·λ2 λ 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 + H。 (5) 2·H·λ2 槡 + ( )  ­€‚­ƒ„ † , ‡ ˆ‰ Š ‹‡,ŒŽ , 3 ­›œ‘¢ˆµÇÈ   ­€ ‘’“”• –—˜ ‚ƒ„ 。 1 2 PQRSPQIJ    Š‹‡Š‹™†š ­›œžŸ‡ˆ ­ƒ‰Š¡¢,£Š‹‡,‹Œ‡ˆ  ¤€Ž¥—, €¡‘­¦§ ¡‘žŸ;’Š‹‡Š‹,‹‡ˆ¤Š‹         ¨©“ª«”, •¬‡ˆ¤ ­€–—˜‡–®。 ‡  a 1. 2. 1  ¯— 2 °,­–ƒ±˜™,‘’“”• ² ‡,• Š‹‡˜‡š ³ «›œžŠ¡Ÿ´,¡¢“ £” µ,Š‹‡ Š‹–—£Š¤¥¦§–—,œ Š‹¶ ·,¨‰šŠ‹‡©ª§¨©,¸¹ ®¨ [11] 。 «º,­–š¬Š»¼‘’“”• ‹‡®¯,Ž«”°‡¯ 1 °。 ©  Š b              '2 Fig. 2  @ABCDKLTEF Roof caving of fault fracture zone roadway    U1 PQR&VWXRYZ[\ Table 1 Proportion of each block of pile ±² ‡ / mm 1 ≤50 Fig. 5 °³½¾ / % '3 c F]PQRPQ^_`a Station of caving pile about accumulation body 15 2 50 ~ 100 20 3 4 100 ~ 200 200 ~ 300 30 5 ≥300 15 20 ·• Š‹‡³ÀÁ¹Šˆ•  º,¾»§— 3a  3c, ºŠ‹‡‰  H bmQ1Q2 ² H bmQ1Q2 = y Q2 + H + - 90 - 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 , (6) 2·H·λ2 4 ¬ ® ¯ ° ± ² ³ ³  H bmQ3  µ 27 ¶ ´  2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 + xQ2 ·tan θ0 , HbmQ3 = yQ2 + H + 2·H·λ2   (7) (6)  (7) , θ0 ,x Q2 、y Q2          k(π·a·b -2a0 ·H - S1 ) = π·a·b - S1 - (Ss - S2 ), x2Q2 a 2 + y2Q2 b 2 } = 1, a0 a·b·a0 ·h00 - ; :S1 = a·b·arctan ho0 a20 + h2OD   a (8)     2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 hoD = H + ; 2·H·λ2 S s = a·b·arctan S2 = x Q2 y Q2 - a·b·x Q2 ·y Q2 x2Q2 + y2Q2  , y Q2  x Q2 ;   ,  x Q2  y Q2 。 1 3  Fig. 4   arcsin ‚‘’“Œ, ”Ž•‘–Œ。 ”œ †„‡  —†˜Š“™š›,  。 γ·b ·[ x Q4 · a2 - x2Q4 + a2 · 槡 2a x Q4 a x Q2 a - ( x Q2 · ) ] + γ·[ xQ b a·b ·arcsin 2 - RxQ2 = γ·( ·x Q2 · a2 - x2Q2 + 槡 2 a 2a x Q4 = „‚ƒ¥¦Šˆ‹‰Œ x Q2 = a b 槡 [ ( b2 - h - H + ) 2a0 a1 + a21 - λ2 H2 2Hλ2 2 tan θ0 2 ( x Q4 - x2Q2 ) - 2 a · b2 - y2Q4 。 b 槡 (9) (10) ”,† ¥¦Šˆ‹‰Œ§Ÿ¡¨©(  2 )] 。 2  (2) • †„ ž–˜Šž—•Ÿ˜™›™ ( š¡ 3c ¡ 4b) ,¢›£¤ h  Q4 œ­€ „‚ƒ¥¦Šˆ‹‰Œ: R x·Q4 = F Q3Q2Q4Q5 ·tan θ0 , 2 ª)、ŠˆŒ¢、«£¤¥、 , ¦¬œ¢›£¤¢›。 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 ; :y Q2 = h - H + 2·H·λ2 ( 2 2·a0 ·a1 + a21 - λ2 ·H2 , 2·H·λ2 y Q4 = h - H - (9) 2 (8) ; †„ ž – ˜ Š — Ÿ ˜ • ™ › ™ ( š¡ 3b ¡ 4a) ,¢›£¤ h  Q2 œ­€ tan θ0 ·x2Q2 ) ·tan θ0 , y Q2 ·x Q2 - 2 槡a - x Q + a · xQ4 ·tan θ0 ·(xQ4 - xQ2 ) - yQ4 ·(xQ4 - xQ2 )] ,x Q2 、y Q2 (1) •  Calculation chart of resistance force at border arcsin ,‚ƒ­€„‚ƒ †„‡ ˆ‰ ††‡Šˆ‹‰, Š‹ ŒŽ ’ 4 y Q4 ) 」 +   b F Q3Q2Q4Q5 = γ·x Q2 ·? ( x Q2 - x Q4 ) ·tan θ0 + ( y Q2 -  ­€[12] ,     1 ·2x Q2 ·x Q2 ·tan θ0 = x2Q2 ·tan θ0 。 2    ,(8)  x Q2  y Q2  。     (10) ®¯ : § ” , ¨ ©    ª ° ± ²  ³ ´ (1)  ¸, - 91 - ˜˜Š, µ¤¥¦¶· ’ ˜Š«‹, Ó1 Ô ÕÖ×,›: ,  , ,。  ,    。 (2)    „  ,  1. 3   ,  †‡ ˆ€ ƒ。  , ‰Š ,  ‹Š。 (3) Œ, ˆ ˜ Œ„­ •‚–ƒ—,’ ™、š† Šž‹。 ›‡ˆ—‰œ„ˆ (4)  ,ŒŸ¡¢ƒ  ,£  ¨©ª§¸’´µ¶­¹: „ ,   ­€,‚ƒ , „­„, 3   ,Ž‘’“€ƒ”€ 5 ¨©ªÏ¬Ê ¨©ª“€ ™, , º ¹  “€ ;·¨©ª“€”’Ÿˆ ¨©ª¹ », ¸ ¤¼°。 ½¶º¾»¿¡ª ¸ “€”€ •‚, ÀÁÂ¼ •‚¬½,“€µ¾ƒ, ¼  à €  ¿。  ¨©ª“€—Ä€  ÀŸ,ÁÅ¡™­Â§¸, ¨ 6 ³ £、 £ 、 ££。 ¤¤¥。  Ž‘¦§¨©ª« ¬,Ž¡œ•‘’“”„•–—˜® ,¯°”„š›—˜ ,™“ : ˆ € — ˜ ±,       € ² ˆ λ = 1 / 2,³²ˆ k = 1. 3, œ,  ž H = 2. 2 m,Ÿ 2a0 = 3. 6 m, ‡´³µ¡     ¢£ 30°。 ¤(3) ¶ a1 = 1. 27 m, ¤ (2)  (1) ¶ b = 7. 63 m,a = 3. 82 m。  Fig. 6 ‡´³µ©ª«¥ 25 kN / m ,¬® 3 ³²ˆ,¯«¥ 19. 232 5 kN / m 。  3 •‚¨ 5b ³。    ™Ÿ 3. 6 m( Ÿ ) 、 ¥¦ 3. 82 m、 § ¥¦ 7. 63 m  ,·¨ 5a。 ,°¶™±²€  6 b  Schematic diagram of rescue channel position selection ÅÆ , Ç ANSYS ˜¡¨©ª“€”   € Š  È É Ã Ä  Ê 。   Ê , ¨©ª¬Ç¾¥Å , ¾ž 1 m, £Å¥ 0. 5 m, ªŸ 1 m。 ¡¨ 7b、c ¶­§  ,   ¨©ª“€  Ƽ   ¡ “ € µ ¾  ´  Ç È , Ë Ì É Í 0. 5 m  ž †   。 ª ˆ   Ê , ° ¶ ¹ ¨©ª§¸˜”—€ ¨ , ¨ 7 ³ 。 a                           b  5  Fig. 5 Pile model •‚ ¬®¨ 7 «¨ 5b,¨©ª“€”«“€š € •‚¡œ¾ , Ψ©ª§¸ „—( ¨ 7c、d) ,¨©ª“€¡  € •‚­ŠÏÊЃ‰Ñ, ˳ÒÌ €ª€‰Ñ, “ €Í¾œ‰‚Î;Ψ©ª§¸ £ —( ¨ 7a、b) ,̀¨©ª“€¡ € •‚­ŠÏÊЃ̡‰Š, ˳Ò - 92 - 6 ´ µ ¶ · ,  。                                     a ¸ ¹ º º ¼ 27 ½ »  ,  ,            †。  ‰Š ­€  ­€ ‚ƒ„ ‚‡ˆ,  : Ž‘,   ­ 5b, “ ‹Œ ’ ,” 8a  •。 –—, €‚‹ƒ †‡ˆ , ‰™ 8b   „˜ ,。  ŠŒ š‹Œ‡ˆ›’‘ , ‹Ž‘’“† ,                                                     b   œ, ”  •– —ž ¢,  “ ‚˜Ÿ¡ •, ” 8c   — , –—£ ­€‚。 €‚‹ƒ„˜ † ‡ˆ ,‰™ 8d  ,   (  0. 5 m) 。                                                                   c     (  0. 5 m)                                                         7 Fig. 7 d 8 Fig. 8   Stress distribution map of different excavation 7b   9a ƒ b、  ’ ­ , ” 9  。 9c ƒ d ¢, ž ­ œ,¬ ­€ ‚ ‡ˆ, 9a  c ¢ 9b  d ’ ,••   —’£ƒ„,®¤ ¥Š,         channel š,„¥ ’ ¦§¨‚›© ª,œ«™‹ žŸ¡š‰™ 。  Several alternative crosssectional shape of Š™    , ¤ ™ ANSYS  position ,    , 6  4  ,  , ¯°¦±¡š, €²³‚。 - 93 - ­ Ù1 Ú »¼½,¡: a 7 ­ŒŽ”•ÄÛ ­,€‚ ƒ„,  †„。                                                      (2)  ƒ ‚ ‡ ˆ‰Š, ‹­ €‚,  ­ŒŽ‘’ ­“‡。  (3)  ­”•ƒ–—˜ ‚˜”,™„‘’ š•,†                               ‡›ˆ‰œžŸŠƒ‚­ ¢£。 ¡‹ ‰ (4) ¤¥¦, §¨©ª «¬®¯ °, ±²³´µ¶ ‚  ·ˆ¸Šƒ¹Œ ‚Ž。 º b c                                                Fig. 9 [2] ‘,  [3] ‘, »¼½, ˆ   [9] [11] (1) ,   ,   、、 ,  。 [12] ,  ¥ ¦NJ[J]. ¾¿À·ÁˆÂˆÃ, 2012, 22(6): 549 - 552. »¼½, ‘, ›‹, ¡. œ‰’– •˜[ J] . ¾¿À·ÁȈˆÃ, 2014, 24(1) : 6 - 10. ž  ent crosssectional shape ‰, ¡. ÅƧ¨ [6] [8] Stress distribution map of channel rock with differ €, ¡. ‚™̨ƒ„ ž‡Œ. Ž‘’“Ÿš”¡É•–[ D] . —˜: [7] d ,­ ‘’™°†[ J] . ҈Ã, 2016, 41(1) : 144 - 150. [5] [10] 5 ‘, »¼½, , ¡. ’“”•Š–—¨– ˜¥¦[ J] . ¾¿À·ÁˆÂˆÃ, 2013, 23(1) : 28 - 33. [4] 9 :  [1] ¼™’Ȉ( ½Ž) , 2011. š,  ›, œžŸ. ÊËÌÍ¢£¡¢¤£¥ ¤¥¦[ J] . ҈Ã, 2009, 34(12) : 1594 - 1598. ¥½, ­ [ J] .  , ­ ‹, ¡. ¦ÄÎς ’Г, 2014, 21(4) : 409 - 412. ¦§¨. ÉÌÍ ª“, 1990(2) : 55 - 57. «¬Ñ. ¨Î© £[ J] . Æ©§ É’ ’ •[ J] . ¼ÆÒȈˆÃ, 1978(1) : 51 - 58. ®¯Ó, °ª , Ô ±. ÕĚ²ÖÉ FEM  TBM ³ § Ó«¬[J]. ҈Ã, 2015, 40(6): 1270 - 1275. ‘, ›‹, »¼½, ¡. §¨×® ˜[J]. ¾¿À·ÁȈˆÃ, 2016, 26(3): 251 - 255. ‘, ›‹, »¼½, ¡. §¨×® ˆØ„[J]. ¾¿À·ÁȈˆÃ, 2016, 26(4): 351 - 357.   - 94 - (   )  27  1  Vol. 27 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  1   Jan. 2017  1 2  ,  , (1.  ,  3  150022; 2. ,  3.  ­,  150022) 150022; ": , ­€ ‚ƒ,„ € †‡ˆ‰Š‹Œˆ‰。 Ž‘’“”•– —˜™š‡›,œž Ÿ¡¢£¤’¥–¦§¨‹、Ÿ¡¢©ª«¬®¯°±²³‹´µ¶·,¸¹€Ÿ¡¢– ! € ¦º§¨‹»¼½,¾¿Ÿ¡¢©ª«ÀÁŠÂÁÃĝŢƙDz³‹º»¼½,È ÉÊ­Ÿ¡¢ËÌÍÎÏ˒ź˜Ð‚ƒ。 ÑÒÓÔÕÖ×ØÙÖڇ›£ÛÜ ÝÞ。 ; ; ‹Œ‚à #$%:ß; doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 01. 006 &'()*:TD745 +,-*:2095- 7262(2017)01- 0026- 05 +./01:A Study on mechanical properties of clogging deposit in mine flood changing slope point of roadway Pu Wenlong1 , Hao Chuanbo2 , Zhang Guohua3 (1. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022,China; 2. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022,China; 3. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022,China) Abstract:This paper is based on an analysis of the important influence on emergency rescue due to a changing slope roadway congestion occurring in coal mine water inrush disaster area. The analysis con sists of introducing the characteristics behind the changing slope roadway congestion in the disaster areas; developing physical and mathematical models on a changing slope roadway congestion in disaster area; deducing the calculation formula for the horizontal resistance found in accumulation body and surrounding rock, and force acting at any point in the accumulation body, according to the geotechnical slope sliding correlation theory; mapping the horizontal force distribution curve on the side of the deposit and distribu tion curve in any interaction between transverse and longitudinal profile block in deposits; and describing the characteristics behind the movement of the rock deposit within different area. This study may provide a theoretical and technical support for an improvement in emergency rescue. Key words:mine flood; changing slope roadway; jam; mechanical properties 2345: 2016 - 12 - 09 6789: €‚ƒ„ †‡ˆ(51374097; 51674107) :;<=>?: ‰Š(1977 - ) ,‹,ŒŽ‘’,“”•,–—˜™š,˜™›œ:žŸ¡¢£¤¥¦、§¨©、ª «¬®¯,Email:pwl0451@ 126. com。 - 95 - 1 1 0 2+3,ã:¡¢ 27 †•–’“Ç;:/. , »¾ » - º½Ç ¥¾¿À÷„§"ÁǼ , º¾ ¤。 ƒË," ƒ‹ŒÃÄ [7 - 8] ºÇá»Ç¼   ,  [1 - 3] 。   , Š‹ŒŽ‘’“, ” ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰ †•–。 —˜™š„ ëìÈ,ƒ„ †¡¢œ^ Ł³ÆÀÄÇ Èɒ“Ç, —^ •–。 •–Çʴ˱¾ƒ /Ì:•–Ç—˜Í\΂ †#"ŸÏÇ,Ö¤ƒ ³;ª«±‘œÄÐë "ÁÇ, †! †¡¢œ, £¤¥¦ † ¡¢œ¡Š„§¨©ª«¬š。 ®¯°, ± т¦ÆÒÓ;;ÔÕª«," í †‡Š‰Š‹ŒŽ‘’“, —¥¦Ä}/ ² . ,Ö ÊÑ、ÒƋÓÔÕÖ×Ø、ÙÚۆܨÝÐ·Þ [4 - 6] 。 ¾¿ßàáÐÙâ㬚 ­ îÅ,"ŠÜÝž、÷ÖÙ。 „¡¢ † ý“•–ÒÓÞ#) †¡¢Ý L、 †¡¢ †Ž‘’“›œžŸ ³´µ¶·¸¹º»¼½¾¿ 10% , À Á ÃĤÅÆÇÈÉ、 ÊË̈¨ÍÎÏÐ äåæ½çè,ƒ±éêÙÚëìÈ,í "×Ñœ\ÎÖØ,ÖÙ"Úƒ× ÑœÖÛ\Î; „¡¢ †•–Ç¥¦Ä} ß θ、 [10] î †ïðÙÚ¤¿ñòóº»ôõ„—öÙ ÚÌ÷,£ø¤éêÙÚùúÈ,ûüò¿  †¡¢ h、 ¡¢ ,àá 1。  †ý“•–þÿíî †ïðÙÚª ~} ‰æ|{îÅ。 ž[, •–„î\]  „ éêÙÚۆþ_«º`]@‰Ï, ¾? ª>º»=、< 、 ª>, Ö˜™    ^ š•–„ù。 „¡¢ †•–„]éêÙÚÐ,ÂË, Ǖ–Ç;:/.ïð-,, ¡¢ † •–ÇéêÙÚۆ]。 †•–³ [7 - 9] |{Èƒ‰: ³¤ †@ïëì Èò¿› *€Ð­€‚ƒ; ¤ †ƒ„ -, †«ëìÈ´LjЉŠ; ¤) 、‹Œ›ã;Ë †ŽŠ。 ‘À-,( ’,“¤”•Ë –{,—˜ Ù Ú,-,™=Èƒ‚ƒ‰š›。 Ŝ,ž „Ÿ¡ ƒŸ¡ ÙÚۆ‰-,, ¤¥¦ † †™'&¢£^ :§、 `ì%¨º »、ÙÚº»à©•ª²«。 $¦œ, ¬§ ®ùéêÙÚëìÈ œ, ±¡¢ †•– Ç;:/.-,,貄¡¢ †•–Ç· ¯° †·´ª«µ, ä´ „¡¢ †•–„§'&、¢£、 •–Ç)³# 2  Disaster area changing slope roadway block dia gram  •–Ǥ ˦ Ë, âツ¡¢ †•–Ç ]éêÙÚۆ, ²Æ]‰š、 ]\Î、 ] ͝^Ò)ÜÝ。 '&、¢£、][¤ä å˱搯°:³¤¡¢ †Í™’“Ç)³ †ª«;Ê´/œ; ¤•–’“Ç™Ç ·ª«;Ê´çè; ¤•–’“Ǿ¿„é™ # ÇÐ/œ。 2 1  †•–’“Ç;:ì, Ëá 2 ¬ í。 ìîïðñ: êë¡¢ (1) ÷ ÿ¯°òó,ô« “ ÉÀ ª õÇö ” øù, «íÉÀÇúûü›ö÷Ä Çîã ;, };。 ýþª«ƒÉÀÇÿ~œ›ä (2) ’“Çéêۆ  ] ¤ $ ¦ é ê |   @?¾°, û • – ’ “ Ç ž > Î  Ò Ó ±  »  ‚ƒ。  ^ Fig. 1 1 ,Ŝ,’“Ç;:ì¾{[À\ª«。 (3) ’“Ç]ç^^ ç_;` éêÙÚ¶ƒ·á%¨‡¸。 1  ¤Ë †Ã´, ¬ ëìÈ´ -,+。  †ÍÜÝ)^ҁ †È³¹¥ - 96 - (4) ’“Ǥ=< ; 0  © ˆ ª « ± ^ 28 ¦ § ¨ © ª « ,;  ,   ¯ 27 ° ® (1) :a = B / 2; b = H / 2; B———˜™;  H———š™。   ™ Q2 ›š›( x Q2 ,y Q2 ) , Q2 ›œžŸ   œœ H1 ,¡ Q2 ›¢š› y Q2    y Q2 = H1 - H oD = H1 -       ‚—(2) £¤­ Changing slope roadway congestion profile  2 ,,  R x  MQ3 Q2 ¨© ‰¦ ’ Q3 Q2 ‡ˆ•¡ ª¢。 ‚£š›£› O «‹ O1 ›, ¡£ ­€, ‚ 3 „。 ƒ, ‡¬š›® ­ : ( a - x′ ) + [ b - ( y′ + y Q2 ) 2 ] - 2 2 2 槡( a - x′ ) + [ b - ( y′ + y Q ) ] = 0, (4) 2  2 2 2 ‚—(3) £¤—(4) ,  Fig. 3 2 2 '3     2 ¯° y′,™ s, : µ,MQ3 Q2 ¨©¥ ∫ [ s - ( - tan θ·(x′ - x ) ] , FMQ3Q2 = γ· €‚ƒ„,  †‡ˆˆ‰‰‚Š‹ ŠŒ,Ž‘‡ˆ‰‰’“ 。  , ´ˆ­ (6) f( x′) = - tan θ·( x′ - x Q2 ) , [\]^WX ”‹‡‡ˆ• (5) f( x′) = y′ = s 。 ³¤,‡¬š›® Rectangular block area calculation chart ‡ 2 ,±²­ Ÿ‡¬š› FGARSTUVWXYZ ­† 2 y′ = s ,    (3) ™”‹ θ,¡ Q2 ,§›‰ ,  。  (2) x Q2 = w 。 BCDEFGPQ Fig. 2 H , 2 ¥ž Q2 ›¦š› (1) , x Q2 ,™ w,Ÿ  '2 : (a2 - x2 ) + (b2 - y2 ) - 槡(a2 - x2 ) 2 + (b2 - y2 ) 2 = 0, —  ¬ •–­ , 。  ¬ 4 „, , (7) xQ 2 Q2 0 (8) 4 ¨©’”‹‡ˆ Q3 Q2 • 5。 ¶· ŒŽ‹‘–,’“—˜ˆ  ”。                Fig. 5 Fig. 4 '4 '5   FGabc]^WX Block body boundary resistance calculation chart  FG_`abc]^WXYZ Block deposit boundary resistance calculation chart - 97 -   R x ’ Q3 Q2 ‡ˆ•¡ ª¢ ¥1 ¦ §¨©, :ª«¢ , θ  , 5  Q3 Q2  ,  : R x ·cos θ = F MQ3Q2 ·sin θ, y P1 = T , h P ,› : ›Žš •, • P „ „  R x †‡ (8) 、(3)  (5)  ˆ,‰  ­€、  Š、  ­€  yP = hP -  H1 ‚ƒ Q2 „,  ‹Œ、 ­€­ €€‚。 Ž, ƒˆ„ † ‘‡ ’ˆ, ‰ 6a Š, “‰‹ Œ Ž‘’,‰ 6b Š。 ( ž ž • (12) ) F y ‰Ÿ ( ⅠⅠ ƒ ) ˜ F x ‰£ ¡§’。 Ž,  ( ⅡⅡƒ ) ˜ , œ“ ¨—¢©ˆ  H 。 2 F P = γ· T - h P + †‡’¥ (11) H , 2 “(12) žŸ(11) ,£¤ˆ “ š F P = γ·( y P1 - y P ) = γ·( T - y P ) 。 ,   (10) ›    P „ ‘ ‡      “ (9) : (8) 、(3) (5) f( F MQ3Q2 ) = f( γ,θ,H1 ,H,B) 。  •¢: FP R x = F MQ3Q2 ·tan θ0 , 29 ¬®¯  ¦¡§’, , ‰„  ƒˆ“ ’ˆ,™ 8。  ¦ ”          a  Fig. 7 7  Block interatomic forces calculation        Fig. 6 2 3 6 b     Block deposit boundary resistance distribution 8  Fig. 8 “ ”• ”Ž–Š, • –—˜—„ P, ™ 7。 ‰Ž‘ ( x P ,y P ) , š ‚˜™, › P „“ œš‚ƒ P1 „“Ž‘ y P1 žŸ˜™(1) ¡ y P1 。 (a2 - x2P ) + (b2 - y2 ) - (a2 - x2P ) 2 + (b2 - y2p1 ) 2 = 0。 槡   Block between longitudinal force distribution  8 ’¥   ,‰—, ¨‘‡,„“  ,“ - 98 - ”•  ­€ª ”• ª¡« ¤‚‚¬®, ¯¤ ; 30 Î Æ Ã ,, 3   Ï ,  ,   ;,  ,  2 4   。   ­,   , 9。    € † MG1 Q1 Q3 ‡ Q1 Q3   ˆ,  Q2 ƒ R xQ2 „ † MG2 Q2 Q3 ‡ Q2 Q3   E1 E2 , ‹ ‰,Š  E1    ƒ   R xE1 „ MG1 E1 O3 ‡ E1 O3  † MG2 E2 O ‡ E2 O  † E2     ƒ   R xE2 „ ˆ, †€‘’“  E1 DE2 •€†€‘’“ ­。 † ‚š•€ ›‘œžŸ ª«¬®,‡ˆŽ¤­ ;¯•°± ¥¦ ¨Š’“²、Š³¢;¯•°± ´ °±、°± 。  MG1 E1 O •‚ ,™ˆŒ‹ 。 Š‹­ŽŽƒ, °± 、 ¶¤’“ˆ¥。 ©ª·«¥¦§¨›¦§ƒ   ‚£  Œ‚ Ž°, ¤Šº± Ž°。 (4) ¨²»¼¦±‹¥©ª, Š ³†°± ¦§‡©€ ´‹, ½ € 、 ¸¬®。 (3) ¹¯¦§ƒ ¨žŠ‹ «  š• ­Ž, ¾‹¿œžŸ ¡¢ 、¡¢£’“¤”•。 : [1] [2] µ À. Á‹¿ œžÃ¶ ÄŐ  [ J] . Æ Ã , ǜ, . Á‹¿œžÃ¶ÄÅ£‹[ J] . Á»¼, 2005(4) : 62 - 64. [3] È, , ˆ. ·¸ ­Ã¶Á‹¿œž ɀ[ J] . ʑËÆÇÇÌ, 2004, 14 (1) : 63 - 65 [4] ‚ƒ„, ¹Ê . ÁÂ͏¯›œž™º ‚ƒ„, ¹Ê . ‡ˆ©‰Š¼‹½¾ŒÑ ™º ‚ƒ„, †¿, ¹Ê , Ò. ͏¶ŽÓÀÔÕÖ  ÄÅ»† [ J] . ÎÀÏÆÃÇÐÇÌ, 2012, 22(6) : 549 - 552. [5] ­ÄÅ[ J] . ÎÀÏÆÃÇÐÇÌ, 2013, 23(1) : 28 - 33. ¡¢、 ¡¢£’“¤” •。 [6] ™š­[J]. ÎÀÏÆÃÇÇÌ, 2016, 26(3): 251 - 255. [7]          ”, ¹•È. ¨–—¡ Š ǎƒ[ J] . ÓÀ ‚ƒ„, †¿, ¹Ê , Ò. ͏¶ŽÓÀÔÕÖ ™š Ç­ [J]. ÎÀÏÆÃÇÇÌ, 2016, 26(4): 351 - 357.   [10] 9 §¤ÁÂ×Ø´ÄÅ[ J] . »¼Ó ÆÇ, 1980(1) : 19 - 32. [9]   [8]    ‘’“. ¨žŠ ÀÇÌ, 2000, 8(2) : 154 - 159.  Fig. 9 °±µ、 (2) Žƒ¥¦¦§­Ž, ¨   MG1 E1 O •‚ MG2 E2 O •。  E1 DE2 O •, Š MG2 E2 O •,Šˆ‹  2007, 7 (2) : 62 - 65. †Ž—Ž, , ˆŒ‹ Ÿ†¡­;¨Š‡© ­。  E1 DE2 O •、 ‡ˆ‰ ˜ˆ‹ „›œ Ž  E1 DE2 † E1 E2 O €, ” “  27 Ü Ì  ¨žŠ,   ˆ。 ‹  E1 O、E1 E2 、E2 O Œ ‚Žƒ,„–  Ç (1) ¥¦–—˜§¨™š, € R xQ1 „ ˆ。 Ç ¥¦­££§  Q1 Q3 ‚ Q3 Q2 ,  Q1 ƒ €  ,   ,  À  ÙÚÀ, ‚ƒ„, ¹Ê . ÁÂۃ¯•°± ¥¦­Ž [ J] . ÎÀÏÆÃÇÇÌ, 2016, 26(6) : 573 - 577.  Blocked accumulation in body block movement characteristics (  - 99 -  )  27  1  Vol. 27 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  1  - “  Jan. 2017 ”  1  , 2  , 3  (1. ,  150022; 2.   ­€‚,  150022; 3.  ƒ­€‚,  150022) ": ” ‚ƒ„ †‡ˆ。 ‰Š‹ ! , “  - ­€ ŒŽ‘’“, ”• Eulerian –—‹˜™, š› Fluent  ž - Ÿ¡—‹ ¢£˜¤,¥¦§‚ ¨©ª« µ¶·。 ¸¹º»:¼« ½¾¿ 150 mm ÀÁÂ,  œ ÅÆÇ; ,Îœ ¨©ª 55% ~ 65% ,« ÈÉ“ ¢£Ï¨ÐÑ,ÒÓ« ¢ÔÀÁ。 ¬®ž ¯°‹±、²³´‹­¨ ¨©ª 25% ~ 45% , « ÃÄ ” ÊË。 ¿Ç« ÃÄÅ、ÌÍ« #$%:; ; ‹Œ¶·; ©Õ˜¤ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2016. 01. 002 &'()*:TD745 +,-*:2095- 7262(2017)01- 0008- 05 +./01:A Numerical simulation of solid liquid two phase flow featuring combination of drainage and fast dredging in mine emergency Hao Chuanbo1 , Pu Wenlong2 , Zhang Guohua3 (1. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper proposes a novel approach, called “ emergency drainagefast dredging” syn chronization, which could address the emergency rescue problems due to slime sedimentation jam occur ring in the flood disaster in mine roadways. The research building on fluid dynamics theory, selected Eu lerian multiphase flow model, and the Fluent software involves the simulation of solidliquid twophase fluid for coal slurry and a better insight into the distribution law behind flow field of solid particle, the pressure, and velocity of coal slimes with the different volume fraction inside the pipelines. The results demonstrate that the pipeline offers a higher transportation efficiency, if the horizontal line has a diameter of 150 mm and the coal volume fraction ranges between 25% and 45% ; and the pipeline tends to be left blocked if coal slurry volume fraction ranges between 55% and 65% . An effective improvement in the transportation efficiency and a better prevention of pipeline blockage are achieved by fully mixing coal slurry and improving the way a pipe works. Key words:mine flood; coal slime; flow pattern; numerical simulation 2345: 2016 - 12 - 09 6789: „ †‡ˆ‰Š‹(51374097;51674107) :;<=>?: ŒŽ‘(1962 - ) ,’,“”•,–—,˜™,š›œž:Ÿ¡¢£¤¥¦§、¨ chuanbo@ 126. com。 - 100 - £©ª,Email:hao 12$,–:“ ¢£± - îﲌ” ;:/.-+*)( 1 % 9 ,€)µÌ’»ˆàÊð—§ËÁ:}|Ì 0  Ï,-;|µ¶È.˜;}|  , [1]  。  , ­€‚ƒ„ †‡†ˆ‰Š‹ ŒŽ,‘’“”•–ƒ„( —ƒ„˜™š) › œž。 Ÿ¡¢£¤¥¦‚—§¨©ª«: ¬ ®,,§¢£¤¥¯° ¢£±、ƒ„ ²Œ、³´ƒ„µ¶·¤¸。 ¹º»µ¤¥ ¼½,§¾®¿ÀÁÂÃĸÅÆÇÈÉ 10% ,¬ÊËÌÍÎύÐÑÒÓÔÕÖÏ×、 ØوÚÛÜÝÞß、¤¥à„áÒÝâÖÂãÈÉ [2 - 3] 。 ¬, , ¢£ äåµÖ¤æç’ èéêëì—íîï±ð ñòóô;Ýõö÷± øù§,—íúöŒŽ€û¬üý› þÿ~} |,{[²Œ\]­µ^_¢£¤¥ÖÂ。 Î,,¢£±,—íîï² `ƒ„œžŒŽ|, ¿@?、îï、 ¤¥¨©。 >, “ ¢£± - ƒ„² Œ” Ú®|¤ Ð。 Ÿ¡, =<;:/.-|,„ÿ~  – ½µ+*)(, Ý;:/.-ö ¬ ´,,½-ö+ ( —ÔÕ ãÉ,„Ë}|÷́µḯ )  ; ã½+¹­,€‚¼½¨ƒ„¢ † [4] ‡áÉ­' 。 »ˆ‰Šù‹µÈӌŽ, ÍÎ ÐÑÒ-|; —}‚,„ÿ~Ó¯´È¬Ô­ÕÖ; }|È á×öµØ$–#"。 Fluent ŠùÍ!¡ÙÚÛÜÝØÞ»ˆ- [8] |ö÷0Šù,Í=<-|-ö`ß\à 。 ‚ Fluent ´,á ⠓ ã . - ) ä, å - | | Ž ) ä ( VOF) 、 æ £ ) ä ( Mixture ) µ ç è ) ä ( Euleri an) [9 - 10] 。 çè)ä¿£€}|;:/.æ£ µÌ×,éê, =<´ë Eulerian。 €}| [11] ,„ÿ~+*)( Gambit ™šâì€) µíîïÌ, ðñ 1 µ 2。 Áò‘ÿ,„ ó‡ †,,„ôõ 150 mm、 â 2 000 mm, ,„™ 1. 5 m / s; Á ò  € µ ¶ ÷  ρ öï  v 3 1 400 kg / m ,€´*¶õ 0. 25 mm。 1  Fig. 1 Pipeline model +*)(̒»ˆ;:/.-| ®“? [5] =< –。 ”•– ‘ Fluent Šùõ— }â˜× , „ ÿ ~ ª « ™ š › œ ’ Ì ’; ž Ÿ ¡ ‘ [6] – ¢£Î¤Ì’Õµ+*)(Šùõ¥¦ œ?§¨—},„ÿ~Ò÷ª«™š›Ì’; © [7] ª«– ‘ ;:/.-+*)(‡Õ, =<› 。 °±õ€ ¬®¯¢}|,„ÿ~ œžŒŽƒ„øù§,“ ¢£± - îﲌ ” ,„ ÿ~;:/.+*)(=<²&„。 Î, ³ ´ Fluent Šùõ€}|;:/.-™š+ *)(,=<È€}|¥;|µ ¶,„·¯¥˜¸、 ¹º»µï-À˜¸¼ ½,¾%ãÉ¿£,„ÿ~€}|¥•Â, “ ¢£± - îﲌ ” ,„ÿ~Àº Á»、+¸¾ÃÄ,„œžÅ,  ¢£¤¥ÖÅÆÇ。 1  È€,„ÿ~\ɬ-ö ´ 2 Fig. 2 2  Mesh generation  2 1  )(ãÉ|ŽÌ+ 25% ~ 65% €}|‚, „´øù;|µ¶Ì¼½ðñ 3。 Èñ 3 þú,ÿ ~,„-À|ŽÌ+˜¸¼½ :µ¶¥‚}| |ŽÌ+ φ 25% ~ 45% •–ûüýþ,|ŽÌ+ 55% Öÿ~ýþ,|ŽÌ+ 65% Ö}ýþ。 |Í È|ŽÌ+{ 55% Ö,µ¶Â˜ê,µ¶[\ö,È]¾^ú_µ¶`@、?>、=。 | ŽÌ+ 55% Ö,|“=¢ˆ‰<ú;,Ÿ| ŽÌ+ 65% Ö,µ¶Â˜:/;..Ëþ^ ­,,„:/“ œž” -( ðñ 3e)。 - 101 - 10                                                                                                                               Fig. 3 2 2 3   27    0. 3、1. 0、1. 7 m   4。 a b c d e                          φ = 25%                          φ = 35%                          φ = 45%                          φ = 55%                          φ = 65%  Cross section of solid concentration field nephogram   25% ~ 65%  Fig. 4 - 102 - 4 a φ = 25% b φ = 35% c φ = 45% d φ = 55% e φ = 65%  Crosssectional solid particle concentration distri bution in clouds ¯›°,Å:±²“ ©³´µ - ¶·€¸” ¹§¥ƒ“” 1 ®  4 ,: ,, , ,   ,  ; 。 ,  ,  ,­€‚ƒ„  †,‡ ˆ  ­‰。 Š‹ŒŽ‘€’“”•: – †Ž— ‚,   —ˆƒ;†Ž„,—  , †‡˜ˆ‰ ‚™š ‚  ›Ž,Š‹Œ 65% ‚, œ ˆž Ž,š†ŽŸ‰ˆ  , ¡¢£¤,¥†“ ‘’” ¦。 2 3  “”•ˆ 25% ~ 65% ‹Œ– §ŒŽ¨ ©ª« 5 — 6。 11 Œ 65% ‚, š –§Ÿ¡µŸ,£‘¾                                                       a φ = 25% b φ = 35% c φ = 45% d φ = 55% e φ = 65% Ÿ‰, —。                                              5  Fig. 5 Pipeline section stress distribution curves   5 ,‹Œ 25% 、35% 、45%   ¬˜™® ¯, °±£; ‹Œ 55% — 65%  ¬˜²•°³´µ。 š§,‹Œ 25% ~ 45% ˆ  603 Pa, ˆ  •    - 65 Pa,  °  668 Pa;‹Œ 55%   982 Pa,•   - 115 Pa,° 1 097 Pa; ‹Œ 65%   2 314 Pa, •  - 112 Pa, °  2 426 Pa。  ¶  , ‹ Œ      45% ‚,°±£›œ·¸µ‰,Š‹Œ  55% — 65% ‚,° ¹µº°³´µ ,›œ·¸»°—,ž©ªŸ ¡,¼‚¥†“ ‘’” ¦。  6 , §ŒŽ ¢£‘½¾ 。  ¿¦,¤ À ,Á¥¦Â§,š§ ¢†‡¨° ; ®Ã© Đ ʼn˜, ¨°ƒª¾¦。 ¾ § «¬£, Š‹                                                              Fig. 6 - 103 - 6  Pipe cross section stress distribution nephogram 12 » ¼ ½ 2 4 ¾   25% ~ 65%  8。   7 ¿ ­  27 à Á ;   ,     ­€,‚ƒ­,;„ 。  8   ­†       , ‡         25% 、 35% 、45% ,€ˆ‰‚,  a φ = 25% ƒ„, Š 0. 932 m / s;  55% 、 65% ,  Š    0. 982 1. 118 m / s。 ‹†‡ 55% ,  Œˆ,Ž‘‰“ ’“” 。                             À  7 , 25% 、35% 、45%  45%  , 65%  , ,                             À         b φ = 35%                                                                              Fig. 7  3 c φ = 45% 8        Fig. 8 Pipeline section velocity distribution curves   (1) Š‹ “ ”•– - —˜™ ” š› œžŒŽŸ, ‹¡¢£¤™’“¥ ”•œž ‘,¤¦§¨‹’©ª、 —、 “ ‘œ。 (2) †« / ”  25% ~ 45% ¬•–—,  ®˜™­ š›œ¯¡žŸ¡、 ¢£、 ¤ °; 55% ~ 65% d φ = 55% ®˜±™‰¥² ‰“ ’“” 。 —,  ,  °³ (3) †«´°¦µ‡ Š  668 Pa;        ,¶”°¦ 1 097 2 314 Pa,°¦• § ,° ¦ ƒ „ , 55% 、65%  ,  25% 、35% 、45% ¨Œ·。 ,  ©ª 150 mm ¸¹ º, 25% ~ 45% ¬, «‘° e φ = 65%  7  Pipe sectional velocity distribution in cloud ¦¬®™,†«¯™¡。 (4)  25% 、 35% 、 45% , (  25 - 104 - ) Í1 Î ,  。  [2]  ,   ,   .              [ J] .  ­ €‚, 2009, 26(2) : 127 - 139. [8] , †‡, , ˆ. ‰Š‹ ƒ„ 433 - 439. [3] ”, •–—, [4] ƒ„ , ˆ. ˜Š™šŒ‰ ›­’ƒ„ , 2001. †‡ˆ, ƒ ‰, †‡, ˆ. šŒŠ£ ¨™˜Š[ J] . ›€‚, 2015, 40(3) : 588 - 595. ‹ Œ, ©Ž‘, ’ “, ˆ. ”¢•¡ ¢ªŽ‘[J]. ’“€€‚, 2013, 42(6): 982 - 988. Xiang Xianwei, Zhai Cheng, Xu Yanming. A flexible gel sealing material and a novel active sealing method for coalbed methane drainage boreholes[ J] . Journal of Natural Gas Science and Engi Ž‘ [ J] . ’“€€‚, 2016, 45 ( 3 ) : Œ­ [5] [6] [7] : [1] 25 •–—,ˆ:šŒ¢ª neering, 2015(26) : 1187 - 1199. [9] Ž‘[ J] . ›, 2009(10) : 96 - 99. –—, •–—, ‹ Œ, ˆ. ˜™¢™ ¢ªš›[ J] . €‚Ÿ“€€‚, 2013, 35 (5 ) : 572 - 579. , œ, žŸ, ˆ. ¡š™ ¢[ J] . ›€‚, 2010, 35(7) : 1155 - 1159. £. ¤¥¦ ­Š‹™ž§[ M] . €‚:  (  )  檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  12 ) «œž¬®Ÿ¡, ¢£¯¤¥, ¦§ [5] ¯¤¦«¨§ 0. 982 ´ 1. 118 m / s。 ©ª°¡ [6] «²§ 65% ³, ®¯µ£·¸¯, ¹ [7] 0. 932 m / s; °¡±«²§ 55% 、65% ³, ¢£ ±«²§ 55% ³, µ¡«¬«¶; ¡± [1] , , „, ˆ.   [2] [3] [4] Š¼½ , ,  , ˆ. þĹ , [ J] . ’, 2006, 15(7) : 57 - 59, 66. –—ƒ„ †˜ Œ[ J] . ŸÈ‚, 2014, 32(24) : 51 - 55. ••, ™ š, †›œ, ˆ. ¾žŸ¿ƒ„¡ ¢Àɐ²‡Ž‘[ J] .  † ¡¢€‚, 2013, 13(6) : €[ M] . €‚: ¦œ­’ƒ„ [9]  Ê ¹,  § ¨,  © ª, ˆ. «  FLUENT6. 3 ¯  « · , 2009: 112 - 134. ¯¡ [ M] . €‚: ¬€­’ƒ„ , 2009: 1 - 68. [10] ‹®, ¯°±, ²‹³. Ë [11]  ³¡[J]. ¿ÀÁŸ“€€‚, 2016, 26(3): 251 -255. ·, ­€‚, ˆ. •¡ƒ„ •, ˆ. Ǻ»¼½ £‡, ¤Á¥. ­ , , ˆ. þ‰´µ¶±¡ †š,  ¹, † [8] Ž ‘[J]. ¿ÀÁŸ€Â€‚, 2012, 22(6): 549 -552. ’“, ” 73 - 77. °±¾² ³¡[J]. ¿ÀÁŸ€Â€‚, 2013, 23(1): 1 -5. †² ‡[ J] . ‘“€€‚:ÅƟ€„, 2012, 36(6) : 36 - 43.  º»“ ” Ÿ¡。 : ˆ‰·, Š‹, †Œ, ˆ. ƒ„¸Ž †‡«· - 105 - †²‡ [ J] . ´Á“€€‚: ­€„, 2006, 40(5) : 858 - 863. µ, £¶Ì. ¯¡ - ¡®¯²‡[ J] . ¬­ €‚, 2001, 52(1) : 1 - 12. (   )  27  4  Vol. 27 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  7    ,  July 2017  , , , (  ,  , ­ 150022)  ! ":    ­、 €‚ƒ„ †, ‡ˆ‰ Š‹‡ŒŽ ‘,’“‰”•–—˜™Šš›œž‡Ÿ¡¢„ £¤¥。 ¦§Ÿ–—˜™–¨©,ª«‰¬ ®¯°®±²。 ª³´µ¶:·”•– —˜™ŠŽ¸¹º» ¼½«¾—«¿。 À·Á”•–—˜™ŠÃ¹º» ‘, ÄÅÆ ÇÈ –ÉÊË«¿„¡¢;À·Á”•–—˜™„ÌÍ,ĸÎÏЁ„—¼Ñ。 Ò Ê Origin ËÓ¤¥ÔÕÖׇˆ,Øى”•–—˜™ŠÀځ—„ºÌÛ Œ £¤¥Ô͟—¼ÑÜфÝÞ。 ߒ“ÄàÓá—˜™âãäåƒæçè。 ; ; 鏗; –—˜™; £¤¥; —¼Ñ #$%: doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 04. 009 &'()*:TD745 +,-*:2095- 7262(2017)04- 0366- 05 +./01:A Experimental study on rapid silt condensation following water disaster in coal mine underground roadway Kang Jian, Wang Peng, Jiao Bingjun, Dai Shaojun, Lin Jingxiang, Tang Zhichao ( School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is a response to silt more likely to flow and difficult to treat after coal mine drainage operation in the underground water accident. This paper is concerned with an analysis of the roadway silt, silt composition and water content in water disaster accident tunnel; an investigation into the hydration reaction of the main components of composite cementitious material and the silt in the tunnel; and use of the method of cementation between roadway mud and cementing material to realize the transi tion of the roadway silt from the flow regime to the plastic state. The experimental results show that false coagulation is more likely to occur when the composite cementitious materials contain sulphoaluminate ce ment; a proper increase in the sulphoaluminate cement content in composite cementitious materials could provide a significant reduction in the excessive waterbinder ratio phenomenon; a proper increase in the alkalinity of composite cementitious materials could provide an effective reduction in the appropriate set ting time short tunnel silt; and the originbased regression analysis of the high speed reaction of the silt in the roadway reveals the relationship between the acidity and alkalinity of the sludge in the composite ce menting material and the progress of hydration reaction and the setting time. The study could provide a theoretical basis for the preparation of fast setting material of roadway sludge. Key words:coal mine; rescue passage; condensate blockage; cementing material; hydrates; time of setting 2345: 2017 - 05 - 14 6789: €‚ƒ„ :;<=>?: Š †‡ˆ‰( KY2013168) ‹(1973 - ) ,Œ,Ž‘’,“Ž‘”•–—˜™,š›œ,žŸ,¡¢:£¤•¥¦,Email kangjian94 @ 126. com 。 - 106 - %4 ( $ #,ó: ,,   。   , ­€‚ƒ„ , †‡, ˆ‰Š‹ [1 - 3] 。 ”•–Ž —, ˜ ŒŽ‘’“Œ ­€‚ƒ„ ŽžŸ —, ¡¢£¤¥Ž¦§¨©。 ª«¬® ¯°› ™š —›œ 367 ‘’›Žµ¶¦§ ØÁ|{¼‰»[\。 1  1 1   ü]^玵_`»,  ʍ—ËŸ —?>Âĝ=<;, µ¶: ±²°³´,µ¶¦§·°›±²¸¹º»œ —‘’Ì•@žŸ ¼¯ ¸½¾¿ÀÁŽÛÂÄÅĎ ÆÇ,µÈÉ ʍ—ËŸ—ŽÌ•。 ¦§ Ï/.-­ ù™,+。 ÍÎÏÐÑÒ¦§¸ÓÔÕÖ。 ÐÑÒ׫ح٠ڎ Ûܦ§ÝÞßàáâã, 亻åØæ 쑒æí、 îï ðñò’óôõíö¦§, ™÷ø¢æ çèéŽêë‰ ƒï ‘’›Ž°›±² ÍÎ*®­ )¿¯›Ž°›±² 、、ù·°›±²ó。 µ¶ÍŽ¢µÈ Ž‘’›。 Ï°›±²¸, ‰ ›ÂÄ,™¢Ã›ÂÄ t c Ž;。 áµ  [4 - 7] 。 û¦§º»åؽ ùæúÛÜôõ ¾,ü‘’“ŒŒ、–ýþÿ~ ¶Ã¯¼,®Ž°›±²ü 、  、  ùÒ ó。 º»µ ÂÄ,}–‘’›ôõ。 ¦§ ¶±² 1 Table 1 ±² t c / min t z / min  225 290  5 7 40 320 5 ~7 20 ~ 25    1 2  Experimental material performance index  / MPa 2 h 4h 1d 3. 5 3d 28 d 3. 7 6. 0 2h 4h 7. 5 22. 3 7. 0 1d 3d 28 d 19. 0 36. 0 30. 2 50. 6 45. 0 4. 5 55. 0 15 µ¶±²}® 0. 01 g Ž。 ¹ µ¶±²¼、 ­€‚ƒ­„ †‡ƒ。 ¿<縈[‰¹Š‹ÒόŽ•¿。 š ­ ⑒Â,“”›ŽÃ›ÂÄ t c ƒ•›ÂÄ t z , ñµ¶ç–— 1 ˜™。 £§¨ª«Žñ¬®ñ Ž , ™¸¯ &Ž¼。 ü} ‘’›,`°™¯, ±°°›±²Ž,+。 ˜¼ ­Ž ²³´½µ, }® 0. 01 g í ŽØ¶² ‹·Ž´½µíö, “”¸ m1 ,˜‰Ž´½µ¹º »¼½¾†,†Ñ¿Àü 110 ℃ ,Ø ‹·²³ ‹·íö Á½Â‚, Ë·Á½ÄÅÂ, ÿƋ·íö !"#$%& -./0 3456 ,“”¸ m2 , 12 ωw = '()#*+, <(89:= 1 3  / MPa 5. 7 6. 0  Fig. 1  1。 1 7(89:; ¯® ω w ™。 m1 - m2 × 100% , m1 (1) Ǹ:m1 ———Á½ÎŽ¸,g; m2 ———Á½Ž¸,g。  Experimental processes á’È,  ¼Ê ¯ Ë Œ        Žº»¼¢、 š›œ、žó)Ÿœ¼。 ¡Ê­(¢ £¬¤'¥¦óŠ‹, £§¨©。  ¸ŽŽ¸¼Éü 44. 5% 。  Ò (CAS)、  ( OPC)、  (CA) ƒ  ( CS) üº» °›¼ŽÌͱ²íö›µ¶。 µ¶¼Ì íö,¹µ¶À’³ÎùÉϖ 2 ˜™。 - 107 - 368 Table 2 © 2 ª « ¬ ® ¯ ° ° ² 27 ³ ±  Design scheme and observation data of silt coagu lation test   m OPC / g m CAS / g m CA / g m CS / g t c / min t z / min    m OPC / g m CAS / g m CA / g m CS / g t c / min t z / min  C4 20 30 10 16 235 C5 10 30 20 81 295   A 60 B > 300 60 C 28 60 AB 30 AC 30 BC 30  62 228  72 > 300  30 > 300 30 30 3 176  C6 20 30 10 264 > 300  C7 10 30 20 140 > 300  C8 20 40 > 300 40 3 181 > 300  C9 ABC 20 20 20 5 217 C10 A1 30 20 10 4 246 C11 A2 30 10 20 110 215 A3 30 15 15 5 277 A4 30 20 A5 30 20 A6 30 10 A7 30 A8 40 A9 40 A10 40 A11 40 10 A12 40 10 A13 40 B1 10 30 B2 20 B3 15 10 10 > 300 10 > 300 20 115 > 300 20 85 > 300 20 20 20 10 C13 2 10 20 113 40 10 > 300 10 40 10 108 10 40 > 300   > 300   > 300  , ,,     ­ €‚ƒ„ †。 253  10 158 > 300  20 3 226 30 10 10 198 30 15 3 168 B4 30 20 10 40 235 B5 30 10 20 8 253 ‡ˆ  ‰, Š ‰ “”。 Š •–—˜™š­€›œ ™š‚ƒ„ ‰; Š•ž›œ ™š†‡Ÿˆ‰Š‹Œ¡‰。 –Ž‘’’ “,¢‰’Š‹”‰ •– ,¢ 30 10 202 > 300 ™š¥›™š。 œ˜™š B7 10 30 20 12 > 300 š 3 160 58 122 13 > 300 3 78 10 123 > 300 10 174 > 300 B9 20 B10 B11 40 40 10 B12 20 40 10 40 10 [8 - 15] 。 £¤’—Š˜ 20 20 ‹Œ €‰。 Ž‰‘’ B6 40  。   > 300 B8 196  137 9 40 10 C12  10 10 20 ˜™žŸ、 ›™ ¡›™Ÿ¢: (1) ˜™žŸ 3CaO·SiO2 + nH2 O xCaO·SiO2 ·yH2 O + (3 - x) Ca( OH) 2 。 (2) (2) ¡›™Ÿ 2( CaO·2Al2 O3 ) + 17H2 O 2CaO·Al2 O3 · B13 10 40 C1 10 20 30 2 157 C2 20 10 30 199 267  C3 15 15 30 62 244  8H2 O + 3( Al2 O3 ·3H2 O) 。 (3) € ¡€。 £‰ •¤’¥ - 108 - ¦† ¦§¨,©§¨, Ì4 Í Ï,ž:¹Ðº»¼¿½™ Î , 。  Table 3 : CaSO4 ·1 / 2H2 O + 3 / 2H2 O   CaSO4 ·2H2 O。     。    ,  3 1  B 。  C  Classification of experimental results Ñ‘’ √ A1 A2 A3 A6 A11 ­ˆ€ ƒ;†€„,†€ ƒ。  A13 B1  ‹†‡《 ˆ Œ †  ‰ Š Ž €  ‹ ‘ ’ “ ” Œ Ž 》 ( GB / T 50080—2016 ) [16] 。 †  ‰     ,’“”••– –—˜†‰ ž—Ÿ¡,¢˜›œ 3. 5 MPa  œ ,¢˜›œ 28 MPa  B3 ™š› B4 ‡ B5 „。 •²,†€¢,Ÿ†€ ,£¤†€ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ B9 √ B10 ‡。 √ √ B8  √ √ √ B11 √ √ C1 √ į¢ C2 √ †€ÅƇ«¬。 Ç°, Èɽ§ C3 √ ³¥ ´©¦§µ, © 3 ~ 5 min,£§µ¢ª·, ¹ºª»— ¶ŠŽ¨ B12 œ¸Š©†€ B13 «¬。 ®¼½§³, ‹ •( ¿À•) Á®¯, î¯ œ¾ C4 ³。 ²–。 ³Ì C5 , †€„͐¢·¸ C6 ±‘’ʁˑ§ ©´µ¶  ‘’Ïš¹º»¼´µŒ½ ‡¢¸ 300 min ¹¿½À™ ¶ ‘Á,Ф C12 ¢ 60 min,®¼¸ Î。 ‡¢¸ 100 min √ C10 ²–¾ Œ, √ √ Ñ‘’; ‡¢¸ 10 min, „¢¸ 300 min ÃÒ,46 ӑ’ √ C9  ‘’Ѳ‘’。 √ C7 Î,‚¢·¸²。 3 2 √ √ B7 ®¯°± 45° ŠŸ“”, ¡„‘’ √ √ B6 ¨©,ªžŸ«¬ž†‰。 †‰§ , ° B2 ‘ £š、¤¥¦›œ‰ž,Š ˜™ √ A8 †€‡, € Š‹‰­ˆ€‚ √ √ A7 ‚‰ Ѳ‘’ √ ABC 。   BC ,­‚ ­€ 3 AB  ,ƒ„ 3 (4) 369 ‘’ÑÒ „‘’ ,   ²– „ 36 Ó„‘’, Š „ 24 ÓÑ‘’、13 ÓѲ‘’,ÄÔÕ 3。 3 3    Origin Õ 3 Ù,•ˆŒÚ - 109 - ÅƓֻ°²ÇѲ‘’ Û ÒÈ。 Ѳ‘’דØÉ ( OPC) ™ÉÆ x1 ÊË 370 Ð Ñ Ò ¦ 、 y , ,  2a。 y = 3. 469 53 + 0. 052 12x1 (5) ( CAS)  x2  、 y , ,  2b。  y = 6. 651 56 - 0. 045 81x2 (6) ( CA)  x3    、 y , ,  2c。  y = 7. 475 85 - 0. 089 13x3 › § § Ó 27 Ô ® (2)  ­,€‚   ƒ „  ƒ   €‚, ‡ˆ。 (3)  ŒŽ† ‹ 。 (7)   ‘  (4)   ­ 60% ,’ , Ž†      。 [1] [2]     a [ J] . ,  . ” • ‚, . ”“3·28” [4]  [5] , †‡ˆ, ‰Š‹. —¨ [6]  [7]       [8]  [9]    [10]  [11]  [12]   c     [13]  ^M_`(UabcdNBCeNWX#f Relationship between content and initial setting time of composite cementitious material §, 2011. œ ž. ¯¨ (1)  , ¥ §, 2013. »‚.  ™: š›µ¶ ¡¢¹º [ D] . ·±²¸Ÿ ¦, §¨€, ƒ©½¾„ ´[ J] . –“§®, 2011, 36(7) : 1087 - 1092. ‘¿³ ª«¬, ®„¯. —°ƒ©³´À€Á±² [ J] . ³´Â( —°Ã) , 2000(6) : 12 - 15. ĝ, µ , ¶·¸, Å. ¹µ Ɲƒ©†„ ‘¿³´[ J] . ´Â—°, 2005(12) : 14 - 16. º», Ǽ. —° ƒ©È —   ‡ ª  Ž É [ J] . ³½´ˆ , 2014(1) : 33 - 37. § ¨ €.  ƒ©‰ƒ©Êțœ³´žŽÉ [ D] . ¾¿: £—Ë À Á, ÂÃÄ, Å §, 2009. Æ. Çȍ ±²Ÿ›œžÉ ²É[ J] . ž¡¢Ì, 2010, 17(2) : 54 - 56. Ê Ë. — ¨ ‰̊‹Íˆ‘¿³´ [ D] . Ό: ΌŸÌ Ï €. Š ­: »­ŸÌ §, 2008. ŽÐ±²‘ÌÑɛœ³´[ D] . » §, 2012. [14] ® [ D] . ÔÄ: ÕÖÌ›œ §, 2012. [15] ’‚, ׇ‡.  „ [16]  ©ªŒŽ«¬‘’ ”•–. —˜¯¨°±²Ÿ›œ³´[ D] . »­: ¼£¤  ˜™€‚¡¢š [ J] . –“§®, 2013, 38(4) : 561 - 565.    b ­–— [ J] . £‚¦§›œ, 2010, 6(3) : 5 - 12. [3] ˜ ™š   ‚  ›œžŸ, 2010(6) : 90 - 92. £˜™ƒŽ¤„¥   – —   4 “ gh+.:   Fig. 2  ,‰Š ,‹  , ‰Š。 ­  '2   。 † Ò. ¥ƒ©Êȝ¥‹Ó‘„³´ŽÉ ›œ, 2007(4) : 10 - 11. ÍŽ“΄ ‹ŽÉ[ J] . ŽÉ  ‘¿ϔ( GB / T 50080 - 2016 ) [ S] . £ØÌËÙÚ, 2016.  ( -i 。 - 110 -  jk )  27  4  2017  7   July 2017  1  , 1  (1.   , 2 3  ,  ,  150022; 2.   150022; 3.  ­ ": †‡ˆ‰Š‡‹ŒŽ‘’、“”• ,  150022) , ,  ­€‚ƒ –—†‡˜™š›,œž FLAC3D Ÿ¡ „ †‡ ª«¬ £¤¦§—®。 •¯°±,‡²³´µ¶ ! „ Vol. 27 No. 4          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology  ¢‹£¤¥¢‹¦§¨©, · 2 ¸ ¹º»¼,½¾¿ÀÁÂ,ÃÄÅ¢½¾Æ 5 ¸ ¹º»Ç, ÈÄÉ Ê。 ËÌÍ Î‚ÏЄ †‡ÑÒÓÔÊÕÖ×Ø。 #$%: ; Ù¤; ΂; ÏÐ; „ ™ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 04. 012 &'()*:TD322 +,-*:2095- 7262(2017)04- 0383- 05 +./01:A Mechanical behavior behind surrounding rock during shield tunneling in coal mines Yang Yue1 , Gao Xia1 , Chen Xiaoguo2 , Chen Weixin3 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Sciences, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. School of Mining Engineening, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper aims to investigate the influence of the special effect of excavation face on the displacement and stress of surrounding rock of tunnel. The investigation building on the engineering geo logical data, supporting structure design, and construction method of Shenhua Taigemiao mine inclined shaft of TBM construction, is focused on simulating several construction processes by FLAC3D software; and numerically calculating the displacement and stress of surrounding rock. The results reveal that the displacement of the observation surface begins to increase from zero when the tunnel face is twice the radi us of tunnel before the observation surface, until it is 5 times the radius of tunnel after the observation. The research has certain guiding significance to the shield construction technology of coal mine roadways. Key words:surrounding rock; mechanical behavior; mine; roadway; shield method £¤¥¦§¨© ª«¬®¯°±² ³´µ¶·¸¹º。 »¼£½¾¿¥À© 2345: 2017 - 05 - 14 6789: €‚ƒ„ :;<=>?: ‰ †„ ,Á® 1 000 m ¤žÃÄÅ¥À©ÆÄ 53% [1 - 2] 。 ÇÈÀ©Éʲ, ÂÈ¥À©Ë̼ ‡ˆ( QC2015055) Š(1979 - ) ,‹,ŒŽ€‘’“,”•,–—,˜™š›:œžŸ - 111 - ¡¢,Email:yybeijing@ 126. com。 384 + * ) ( –        。  ,         10 ~ 25 m , 20  [3]  „ [4] ˆ‰–— ­€ 。 ‚ƒ, ™¾¿ÀÁÎÏ ÐÑ ÒºÓÔÕÖ, [6 - 7] ™® › ¾¿´§µ×¡ØÙ ÚÛ,¢ÜÝ Þ,„ 。 ” •‹ˆ‰ßàž¾¿´§á¢âÀãäÞ¶ ·。 垲æçè‰àéêáëàìí, î¢ †‡ïðñò。 „ 1 F1 BCGHIJKLM Selected values of geological parameters H/ m γ / kN·m - 3 E / GPa μ c / MPa φ / ( °) ② 386 2 500 7. 3 0. 21 2. 6 27 ③ 506 2 500 9. 6 0. 20 2. 9 27 ④ 649 2 500 10. 8 0. 20 3. 2 27 ⑤ 699 2 500 8. 5 0. 17 3. 3 27 ¤,¥¦§¨©ª«¬®¯”•› °±²•³ ´µ¶·¡¢¸¹。 º”•‹ˆ‰»¼½ [5] ¾¿ÀÁµ¶·¸Ã¡Ä 。 ÅÆ ¶·¯Ç,„ ÈÉÊ˾¿Ÿ´ÌÍ ; 27 ' > ¿Š œ†žŸ“¡¢£ „ § Table 1 †‡ˆ‰Š‹ŒŒŽ‘’“”•‹ 。 ”•‹‘˜™š‰› § ›¢ D = 7. 6 m, ”•^_ ¢ L = 10 m。 ¶·¾¥ _ 59. 5 m —€],”•  ßàŒŽ 2 ‘’。 A - A ¦™ F - F ¦ì§/¶· ¾、¨©,”•ª«¦ G - G ù¬® Î,¯ 1. 5 m   , °ß 33 ±È ² }³¨© A - A ¦。 ¾¿ù´™Ÿ´µ ¶¦ C - C ·³¨© 30 m ¸, ; 13 ²È} ¤¦。    óôõö÷øùªúûŽüýþžÿ , ~ 80 km }úûŽü|{[ø。 1 \]^         1 ”•¹ºù¬;2 ”•»ù¬; A - A ˗²ª«¦; B - B ˗²”¼;C - C µ¶¦;D - D ;—²ª«¦; ´¢ 35 000 kN。 ””• ŸÜÝ? 450 m 、 ?ý 700 m  ¿Šì“、” ™•¸–<­, ;—Š¢‘¯Š, ” h :Ý 10 m,”•ˆ‰¾/Ž 1 ‘’¿Š ② ~ ⑤。 ˜™«š›‘†^ñœœž¯ 1。            E - E ;—²”¼;F - F ¶·ø½¨© @ ƒ《 ó ô  ø ” • ‰ ‹ „  ] ‘ † ‡ ˆ > ‰》 ­,=‘¯ ½¿Š‘†•‹ŒŽ 1 ‘’, ƒ    ]] 205 m _ ¾¥“Çȋˆ‰, ”•ˆ ‰€_ ¢ 6 109 m。 “””•, ”_ ,åž? 600 m, ˆ‰ 20 m / d。   ­,ˆ‰ €¢ 14 ‚ / d。   ]‘¯ 6° ½,_ ¢ 6 314 m, › È 7. 6 m,] `ýØ 660 m。  10 m,       Fig. 2 '2 NOPQ Schematic diagram of excavation scope 2  2 1 RSTUVWXYZ 垝¾“ FLAC3D Æ¿Ø졼áœ À。 ¤¡¼ÆÁ¾› È、 Âßà Ã, Æĸ.ÅƵÀÁÇÈ。 ›ÈÉË, —™ø½¥¿-Î,Ÿ ´ì“,—Ê·žËÌ·Í 3 ~ 5 Îìí         [11 - 12]  ¾        Fig. 1 [8 - 10] Š '1 。 åžÈÏ¢ R0 = 3. 8 m, ¾¿ ¨©™Ð ½ ¨ ©   · ž Ë Ì 5 Î    ,  36. 5 m,¥ ÑÒÆ_  59. 5 m, ›ÒÆ ½       6° 。 ÓÔÕֆ׎ 2 `Ø, ÕÖþÌ O(0,0,0) Ù¨©¦ÐÈÚËù @ABCDE Diagram of engineering geological structure ¬。 x Ò/› ”ŸŽ“ª¡¿™¢£‘ ,垉à”•ˆ‰€’“¤ŸŸ。 ¢Þ Š - 112 - ¢Þ ÛܦšŠ 。 y Ò¢› 。 z Ò¢á , ݊ ¥ ÒÆšßà, È , ТÞ。 «4 ‘ Å,ï:ÆÇ¿À Ä ›œž‰ 385 È  yz ,  ,。 , ˆ‰Š。 ™š‹› †Š” p „ ” p H 。 Œœ  , žŽ‘”Ÿ¡’¢,“”•œ£¤,–‡ ¥—¦§¨©—¦。 , shell [13 - 15] 。  -     3 。    ˆ˜  。 €‚ƒ,  ­€  „ y  €‚ ƒ。  yz ,† x   ‚ƒ,‡ z  ˆ‰€‚ƒ。  €   † ‹ŒŽ(1) : †Š­€,  p = Σγ i h i , p H = γp, Ž:γ i ———‚‘†Š’ h i ———‚‘†Š’ } (1) 3 ®”š €。 Ÿ¡¬±¢£² ®š ° €。 ¤¥,›œ˜  4 。 ·,›©«¬¾ ›œ。  shell ,¿Àƒ—˜ Œ©½,à 50 MPa。 „ Á ÄÅÆ« i š›œÇȀ›« ( i + 1) š›œÇ Á¬Â ® 3  ,›œË̯½° ©½Í  † Ô ¸ ¶, ¼ ¬ š › œ Ç ‡    € ¥Õ ” — ¹ Ö , ×   Œ ª Ø ° º – 。   ÒÓ  † 300 m Ú ž‰¾ 。  ٌ Fig. 3 €¦³¨©€ ” 。 ²¬Ç›œ³¶ ƒÎ±» “ É ·Ï´µ,ж¬Ç ·Ñ。   '3 ®”š ›œ®š ° €。 ´¨©µ ¶ ·,§¨¸¹€º», ¼‡©½ª“”¶ shell p H ———­€,kPa。  ­«: ¬¨ ¨©€, ¯›œž‰ ™ª“” ©É ‡,¨« i š›œÇ‡Œ½ ,¼‡ ¨ « ( i + 1 ) š › œ Ç ‡    ½ Ê š €ƒ,kN / m ; “ƒ,m; λ ———„”•; p———ˆ‰­€,kPa;  ©  ’»Õ€¼½  5  † 300 m ¿À« 30 Ǜœ‡ €ÛÁ。  5 ÜÝ, ËÞ‚¹³ß¿ RSTUVW Threedimension finite element model À เá , ¼¬Ì€。 âɝÚ €™ª,ãäËåÂæ ¹¼¬ €ÂØ。                    ­€ ­‚ ƒ   ­ ­ ­‚ „­ „­    † ‡ ˆ€ ’     ‡ „ ‰ ‡Š ­  ‹Œ Ž‘ Fig. 4 2 2 Fig. 5 ' 4 TUVW[\]^ Boundary conditions of calculation model '5 Qghijk' Vector graph of surrounding rock displacement 6  _`abcdNOeAXVf „ † 30、400、500  600 m ‡–—˜ † 300 m Ú¿À¢¼›œÇ‡çè é† z ( ˆ‰) €Õ。  6 ê ¿À ˆ‰ë, Ÿ¡ì  。  6 í¾Üî:ÃߛœÇ - 113 - ,èé 386 ° ± ² ³ ´  µ µ  27 · ¶ ,     ; 18 ( x / R0 = 2. 1)  23  ( x / R0 = 4. 1)  z  (  )  ,   。 , 5  ( x /   8  ( x / R0 = - 2. 1)  z  ( )  ,  ,          ;  8  ( x / R0 = 2. 1) 、 13  ( x / R0 = 0 )  18  ( x / R0 =  2. 1)  z  (  ) ,  ­    ( x / R0 = 4. 1)  28  ( x / R0 = 6. 1)  z  ( ) ­€‚ƒ,„。 R0 = - 3. 3)   „  Š „  Š                               ‚        Š Š ­Š­ Š €     ‚ ƒ „ƒ     ­­  €   Š Š Š ƒŠ „ƒŠ   Š Š ­Š­ Š   † ‡ ­ ˆ ƒ‡‰Š ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­‚Š­ ­‚Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  Š­ Š  Š‚ Œ  ‰ Š­  † ‡ ­ ˆ ƒ‡‰Š ­‚Š­  ­‚Š­ ­‚Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š Š­  Š­ Š­  Š­ Š­  Š­ Œ  ‰ Š­  † ƒ Ž †‘ Š  ‘’ “„  † ƒ Ž †‘ Š  ‘’ “„  † ƒ Ž †‘ Š  ‘’ “„  5 ( x / R0 = - 3. 3) b  8 ( x / R0 = - 2. 1) c  13 ( x / R0 = 0)   ƒ ˆ ƒ ˆ              Š     “       “     Š          ­­  €      ‚ ƒ‚   ˆ ˆ ­ˆ“Š­ ˆ €   ˆ ˆ ˆ ‚ˆ ƒ‚ˆ   ˆ ˆ ­ˆŠ­ ˆ €   ˆ ˆ ˆ ‚ˆ ƒ‚ˆ   „ ­ † ‚ ‡ˆ‰ ­ˆŠ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ˆ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ‹  ‡ ˆ­   „ ­ † ‚ ‡ˆ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ˆ ˆ  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆŠŠ­ ‹  ‡ ˆ­   „ ­ † ‚ ‡ˆ ­ˆŠŠ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ­ˆ­ ­ˆ­  ˆ ˆ  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆ­ ˆ­  ˆ“­ ‹  ‡ ˆ­   „ ‚ Œ „Ž ˆ  Ž‘ ’ƒ   „ ‚ Œ „Ž ˆ  Ž‘ ’ƒ   „ ‚ Œ „Ž ˆ  Ž‘ ’ƒ d  18 ( x / R0 = 2. 1) e Fig. 6 6  23 ( x / R0 = 4. 1) f  z ( )   ;  23 €   Š Š Š ƒŠ „ƒŠ  † ‡ ­ ˆ ƒ‡‰Š‹ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­‚Š­ ­‚Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ ­Š­  ­Š­ Š  ­Š Œ  ‰ Š­ a 。  28 ( x / R0 = 6. 1) z( vertical) direction displacement chart of surrounding rock , £¤˜™ € †‡‚ƒˆ„   †, ‡ˆ‚ ‰‰Š‹,Š‹ ŒŽˆ ŒŽ、Œ‘ ’Œ“ˆ。 ”ˆ Œ•( – Œ—Ž˜Œ™š) › 7。 ™¥­,ŒŽˆŒ•¦š‡§,¨  „›œ。 ˜ x / R0 € - 2 ~ 5 © ­    。 ž£¤˜ª«  R0 ©­,ŒŽ•¬       ®¯, ©­ Ž°。 ˜£¤ ±ª« 5R0 Ÿ©­¦š‡    §。 ˜ x / R0 € 1 ~ 5 ©­, ²¢”•  ,”•¡Œ•¡ Œ• , ”•–—  š”•  ³,Œš´¢,µ¶·£¸¹¤   Fig. 7  。 ˜ x / R0 = - 2 ™  7        Change curves of radial deformation rate of top surrounding rock œ 7 žŸ:‘¡ 4 。  €¥¦§¨©ª«¬® ’“,¢”•–—    £, ¯®Ÿ 2 ®ª« C - C  - 114 - 4Û Í 。  8  。 b ,     8  a     d  ,  。 8 c  2R0 ,   1% 。               ‚          ­€­ € ƒ „ƒ   † ­ ‡ ƒ†ˆ‰Š Œ       ­‰€  ­‰€ ­‰€  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ­‰  ­‰ ‹  ˆ ‰    ƒ Œ Ž ‰  Ž‘ ’„ a 5 ( x / R0 = - 3. 3) ­€ ,‚­,  ƒ„ ­€。  5R0 ‚,  †ƒ „ƒ„,‡ˆ ‰†Š‡。 (2) ‹ŒŽ‘„ ’“” ,Ž‘‹Œ•,„•–。 (3) Ž‘ƒ‚­ ˆ— x  - 4R0 ~ 1. 2R0 。 ,x  - 4R0 ~ - R0 , ˜‰Š† ™,ƒ, š x  - R0 ~ 1. 2R0 , ƒ›‹, Œ x  1. 2R0  Ž‘。 (4) Ž‘ƒ‚­ ˆ  ’ —          x  - 4R0 ~ 1. 2R0 。 œˆ ,ƒ“Œ ž­ €,Œ x  1. 2R0  Ž‘。 :              ­             € ‚€ [1] . Œ  [2] [3] 8 ( x / R0 = - 2. 1) [4]   [5]             €           ­   ‚ ƒ‚ [6]   „   † ‚ ‡ˆ‰ Ž    „   ­ˆŠ­Š  ­ˆŠ ­ˆŠ  ŠˆŠ ŠˆŠ  ˆŠ ˆŠ  ˆŠ ˆŠ  ˆŠ ˆŠ  ˆŠ ˆŠ  ˆŠ ˆŠ  ˆ ˆ  Šˆ‹‹Š Œ  ‡ ˆŠ —˜[ C] / / [7] [8] 18 ( x / R0 = 2. 1) [9] [10] [11] [12]   † „ Ž †‘ Š  ‘’ “ 5 23 ( x / R0 = 4. 1) ‘›( TBM) µ® †‡ˆ. ‰¸Œ‹ TBM œ¹º»¼¨[ D] . ½Š: ½Š©, 2015. ‹ Œ. Ÿ¾Œ Ž‘ TBM µ®Ž‘¨žŸ¿° [ D] . ŽÀ: ‘’Á®©, 2016. “”. Œ ™Š ’—•  ©®¯—˜[ C] / / ™«¬©® –—˜, ™ š, –Ć, š. Œ ›Å§¡ TBM Æ ‘«žŸ[J]. Ÿ¡©È, 2015, 40(6): 1213 - 1224. –—˜,  ¡, ™ š. TBM ǘŒ Ÿ¾ÄÉ ¨ ª´©—˜[ J] . þ‘«®¯©È, 2013, 30(5) : “ ¢.  / TBM µ®Ÿ¾žœ¹¿°£¤’¥ Maximum principal stress distribution cloud pic tures of surrounding rock [ J] . 2014, 34(4) : 287 - 297. ¦‡§, ¨©Ê, –ªª. TBM ˬŸ¡Ç[ J] . «¬¿°, 2016(9) : 99 - 100. ®Ì¯, °±, Í£², š. ¸® ¤¥ÎÏÉÐÑÁ ЦÒÓ[ M] . ³´: ™Ô¸µ, 2011: 1 - 7. ­ ¶.   µ ® § ¡  ‡  § £ ¨ © Õ ª [ D] . ·¸: ·¸©, 2004. «¬ [13] ¹º». ֘­ - žŸÆœ¢ÇŸ [14] ¹º», ­¼¼. ½¾¨‡×Øُ - žŸÆœ¢Ç«  [15]  , š.  ®¯¶[ M] . ³: ¬·‘, 2004. 633 - 641.               ƒ          ­ ­€‚€  „ „   † ‡ ­€ ˆ „‡‰Š‹ Ž    †   €Š‚  €Š‚ €Š‚  €‚Š‚ €‚Š‚  €Š‚ €Š‚  €Š‚ €Š‚  €Š‚ €Š‚  €Š‚ €Š‚  €Š‚ €Š‚  Š Š  Š‚ Œ  ‰ Š‚ Fig. 8 ©ª ™«¬©®¯©°±². , ­€‚, ƒ„  ™Š ¯©°±². ³: ´©, 2004: 88 - 94.   „ ‚ Ž „‘ ˆ  ‘’ “ƒ 8 §” . •–¨©‰’—Œ œ¢Ç d ¤¥¦ ³: ´©, 2004: 10 - 17.   ‹ ƒ € Œ ƒŽ ˆ   Ž‘ ’‚ c Ÿ¡¢£ ’­€[ J] . Ÿ, 2008, 17(2) : 1 - 11.  ƒ „      €„† Œ    ƒ  ‡  ˆ‰‡ ˆ‡  ˆ‡ ˆ‡  ˆ‡ ˆ‡  ˆ‡‡ ˆ‡‡  ˆ‡‡ ˆ‡‡  ˆ‡ ˆ‡  ˆ‡ ˆ‡  ˆ‡‡‡ Š  † ˆ b 387 Ü,š:Ÿ¾Ž‘¯© [ J] . ©®¯©È, 2011, 30( S1) : 2871 - 2877. ¯®Ú[ J] . ¯©, 2012, 33(4) : 961 - 970. ­¿À, ° Á, ƒ°±, š. ֘™²¶Â¨³ÃÐ ‘´¥¦[ J] . ©®¯©È, 2013, 32(7) : 1392 - 1399.  (1)  - 2R0 ~ 5R0  - 115 - (   )  27  4           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  7    1,2  , (1. ( ) , ­€‚ƒ„ 2.  „ July 2017  2  Vol. 27 No. 4 1  †,  100083; †, ‡ˆ‰ 150022) ":  ,  # 3D ­€ 3B ­‚ 145 ƒ„ †‡,ˆ FLAC ‰Š‹ ŒŽ‘’ ! “”•– —˜™š›œ—˜。 „ †žŸ¡ 3 ¢£¤, ¥¢£¤¦ §¨©ªƒ«¬,®¯°¢£¤Š±¨²³««´µ¶·¬。 ›¸¹º: »ƒ, ¼ ¬½¾»¿,ÀÁ§ÃÄ,¼¬Åƃ;Çȥɻ¿ÊËÌͼ¬½ ¾,”ŒÎÇÏм¬Ñҍ。 ÓÔÕÖ×ØÙÚÛܑ’“”•ÝÞßà á âãä。 #$%:‘’”; “”; ÝÞ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 04. 011 &'()*:TD322 +,-*:2095- 7262(2017)04- 0378- 05 +./01:A Study on roadway deformation under deep and high intensity mining and pressure release method Jin Zhupeng1,2 , Qin Tao2 , Zhang Junwen1 (1. College of Resources & Safety Engineering, China University of Mining & Technology, Beijing 100083, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is an investigation into the evolution law underlying the stress of surrounding rocks varying with the mining height and the influence of adjacent goaf on the surrounding rock stress on the gobside entry. The investigation focused on the gobside entry on the 3B # coal seam 145 working face of Chengshan coal mine as the research object involves identifying the mining stress evolution characteris tics and the structural characteristics of gobside entry under the deep highstrength mining using the FLAC3D and mechanical analysis methods and using the measurements of three stations around the working faceone in the orbital alleys and the other two stations in the contact entry and return airway crosshead ing entry. The results show that an increase in the height and the consequent increase in stress concentra tion contribute to an advance in the peak position, widening the stress concentration zone; the adjacent goaf tends to further increase the stress concentration near the end which is affected by the mining meth od. The field practice verifies the effectiveness of the countermeasures on the pressure relief support un der deep highstrength mining. Key words:deep mining; high intensity mining; pressure released 2345: 2017 - 05 - 13 6789: Š‹ŒŽ‘’“(51574114;51604100) ;Š”•–—˜™š’ :;<=>?: ‘œž(1981 - ) ,Ÿ,¡¢£¤¥¦,„ ›’“(2016YFC0600901) §,¨©–ª«,–ª¬®:¯°€±²³´,Email:842533837@ qq. com。 - 116 - .4 - ,+*,Â: £–— ,  。    ,  ,  [1] 。   ­ {[\]¿ÿ»^¼, ÓÔ»¼½×。  ½×¯ÕÖ_ÀÁ,`@? 10 m。 Ù 2 ï? 50 m ¤ ã䥦§Ù。 €‚,ƒ„ †‡ˆ‰  ­€‚Š‹  ŒŽ, ­€‚‘’Š‹ “,”•–—˜ [2 - 3] ™š› œž 。 Ÿ¡, ¢ 379 œžªÌ¥«¬®  £ ­€‚¤¥¦§¨©ª–— «¬®¯°±。    # ²³´µ¶  3B · 145  ­€‚¥¸¹,”º»¼½¾‡¿ÀÁÂÃÄ         °± ÆÇ £¦§¸Å‡ ­€‚ †¸Å,ÈÉÊË̍–—«¥ÍÎ a ? 50m、 3m ¯ÏÐÑÒ。 1             FLAC3D ½ ¾ Ó Ô ¥ Õ Ö ½ × 180 m ×  120 m × 72 m,ØÙ 1 ÚÛ。 ܄·ÝÞ σ z = γH ¯ÕÖ,  ·ß 740 m, àá 18. 5 m。 ·â 6 m, °±ãä å b ? 50 m、 4 m 榧¨©。 ½×Ü· çèéêë ì,½×£íîïðñò,óôõ’ x æö¥÷ ø,ùú g = 9. 8 m / s 。 â d û·â  , Æ、üýÇ¥æþ¯½¾。 ½× 2           ·âªƒÿ»,Ø~ 1 ÚÛ。 c ? 50 m、 5m    1 Fig. 1 Table 1 1  numerical model Fig. 2  Rock physical and mechanical parameters of each layer of the model d/ m E / GPa c / MPa φ / ( °) σ / MPa 12 8. 4 5. 5 35. 6 7. 1 31 6. 3 4. 7 35. 2 6. 5 á|Æ 13 3. 1 2. 1 31. 7 3. 2 · 6 1. 7 1. 3 28. 7 1. 5 á|ý 2 6. 3 4. 7 35. 2 6. 5 ýÇ 8 8. 4 5. 5 35. 6 7. 1 · }Æ 2 d ? 50 m、   6 m           Evolution of surrounding rock stress with mining height >Ù 2 =<;É,¤: /ù,åæ Œ/ , / 。 _ š›œ§¥Œ/ 。 ïáÛ å恍¤ œ¥¦§¨©,  ,=Ù 3。 Ù 3 =<;É, å恍¤  3、4、5、6 m ¥/ , ¼ 32、40、 48、55 MPa ¥/ - 117 - , ¼÷ 12、15、18、20 m ¥å 380 É Ê Ë Ì 。  ,  。  ›  Í Í Ï 27 Ð Î ˆ¬®Ž£”¯, ƒ„° £¤†‘‡‡ˆ‰±。 ,   ­€­,‚­ 4 ƒ„。    ™                           5 Fig. 5        Support stress distribution in process of face ad vancing          2   3 Fig. 3  Table 2  Support stress distribution in process of       2         ,š›½–“—¾¼œž Ÿ ‹¡¢,‚­ 6 ƒ„, “”¡£‚§ 3 ƒ„,   ¼™    Fig. 4 4              ¿À¬ h、 Á σc 、 ¤¥ σ min 。    ­€ # «´µ¶ 700 m ’‘· 3B  145  [5] Ž£ ¸¹º‚“” 。  •‰ 3 –“—“», ‘–“—˜Š   ¤¥ σ max 、 distribution     ­ 4 ,,  †‡,     。 Fig. 6 ž†,  Ÿ€¡¢£¤¥ ¦,‚­ 5 €§ 2 。 , ­€‚ª,—˜«      136 MPa, ˆ ‰Š‹Œ Ž,‘’“”•–Ž。 —˜, ¨©£¤, à  High strength mining work face roadway end stress ™š“”›œ” ²Š①  2 1  b ²Š② Ž‘£ σ1 = γH σ1 = 1. 5γH σ1 = (1. 5 ~ 2. 0) γH σ1 = R c   ²Š③ Œ³£ σ1 = γH σ1 = 1. 5γH σ1 = (2. 0 ~ 2. 5) γH σ1 = R c   ²Š④ ‹”£ σ1 = γH σ1 = 1. 5γH σ1 = (2. 5 ~ 3. 0) γH σ1 = R c      mining methods £¤  [4]  Supporting stress of coal under different face advancing a  Æ - 118 - 6 ‚ƒ„   † Ground stress test point location ¹º“”§¦,¬®‚‡,ÄÅ §¨Ç©ª«ÈŽ。 ¬ˆ‚ É4 Ê 381 ÇËÌ,Í:΋ŸŒ“­€¿·¸ÏÐ ,。 ,  2 ,145  , Table 3  3      。            Results of stress measurements    σ c / MPa  / m σ max / MPa σ min / MPa     1 748. 1 18. 70 20. 81 15. 60 N77. 1°E 2 743. 9 18. 60 19. 64 14. 99 N60. 1°E 3 736. 3 18. 41 18. 85 15. 15 N58. 2°E  7  145 †‡ˆ‰    Fig. 8 ­€‚ƒ„ Œ  Characteristics of roof structure under high strength mining  8 ,›—˜ Š。 ,  „‹ŒŽ­€‘。 8 b   , Œ¢£¤ €‚¥‡ƒ„Œ¢。 ¦§ †‡ ˆ‚。 ˆ‚•‡ B ‰Š †‡ A,‹Œ †‡ A Ž“¨©‘ª, †‡ A ’“”‰«¬。 › 8a •¤Š–, 8b  ®–¯ —°±’˜¨©™²šŒ¢, ³›¨©。 ´,‹ŸŒ“  ­€‚ƒ µ œ。 œ‰—˜ a ¯ 3  3 1  ­€‚ žŸ¡  µœ‰¶¯¢£ [8] Ÿ·¸¡¹ , ±¤¯¢¤ ¥º¦ §¨¯¢¨¥º。 ©ª±¤«  ¬,»®šœ³ ¼, ½¯°°¾, ¶ ¯¢±ª²。 ž·¸³¾¿ª,À 9 ÁÂ。 Fig. 7 b 7  Š  Deformation and failure characteristics of   along channel   ’“,  ”•Š–—˜ ™š‡ˆ。 ›  —˜ [6] , ž 。  7  ”•Š–¡­。 œ‰ ”•Š– ™š ‹ŸŒ“   Fig. 9 2 2 ‡ˆ  9  ƒ„    †‡ Relieving mechanism of roadway in advance ´À 10 ÁÂ。 šÃµ¦¶ ¼«¬—«·¸¹,·¸º»›¼«¯¢,ĽŠƾš¿À„·¸µ。 ·¸½ÁŒ Âà + ÄÅ + ÇÆÇƾÈ, ”‰ 5. 5 m。 · È”‰ 2. 4 m,£É 22 mm。 - 119 - 382 Ï ¸ Å Æ   ² ² Ò 27 Ó · ƒ‡ˆ­,„ ŒŽ‘’         Fig. 10  †ƒ,ƒ„ ®¯ˆ‰,°   11 , ,  250 mm,    40 m ,  50 mm。 ,,。 [1] ²¶ ‡²·, 2005, 24(16) : 2803 - 2813. –—˜, ™š¸, ›œƒ.   ¢£ ¤, ¥¦§.  “ [ J] . šµ  [4] ²³´[ J] . ‹ŒŽ, ‘®’, “”•, ±. œž“š šµ [2] ¯§ˆ,Š。 :  [3]  ²¶ ›ˆž“ ¹žº ², 2015, 36( S2) : 333 - 339. ¨““½    ²¾¿³´ ‡²·, 2008, 27(1) : 458 - 462. ‘®’, ©ª«, , ±. Àž“‚Á¢š„ ½- ¬®½ - ¯° ½Âà ³´ [ J] . ± ² ·, 2016, 41 (10 ) :  2405 - 2417.  [5]   [6]      ²³´, µ¶·. œšµ ‡ ²Ä¸™¹„ ¨¼[ J] . ŸÅƲÇÇ·, 2014(10) : 26 - 38.   ¢£¤, ¥¦§. “ º»³´ “½£šÈÉÄʙ½ËÌͳ´ [ J] . ±²·, 2004(1) : 128 - 132.     11  Fig. 11 Top and bottom approach [7] ¾, ¿ÀÁ, ÂÃÄ. ÅŒŽÎ³´™„ ¡[ J] . ϸÅƲ²·, 2014, 24(1) :78 - 80. [8] ÂÃÄ, ™ÆÁ. œÇȯÐ‰¾Ñ[ J] . ϸ ÅƲDz·, 2010, 20(6) : 158 - 162.  (1)  ­¥¦€‚„ §。 Ÿ®»”¼ˆ„[ J] . š¡  ¤ ›ž“ (3) ¨©ª†, «¬‡¡ 3 2 4 ™‹š›ˆ。 Ÿ, ¡¢ŒŽ‘’£š Support scheme †ƒ‡ˆ”•­ ˜ (2) œž“„ ‹­。 Š “ŽŠ„ –,—„    10 ‰€, „ ­, €‚ ƒ„ ( † - 120 - )  27  5           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  9   Vol. 27 No. 5 Sep. 2017  , , (    ­€,  ‚ƒ 421002) ,   ­、 €‚ƒ ! 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The study involves setting five levels for each factor, developing twentyfive text schemes based on the princi ple of orthogonal experimental design, simulating the test, analyzing the deformation and failure of road way rock and thereby identifying the most reasonable support parameters. The results show that the main factors affecting roadway deformation and failure are concrete thickness and anchor interval, followed by anchor length and diameter; the shotcrete could contribute to the reduced deformation of roadway sur rounding rock by effectively blocking the surrounding rocks and acting in combination with the surround ing rocks; and an increased anchor interval tends to give the plastic zone volume a stable value, sugges ting an obvious convergence. The work combined with the relevant specifications and engineering practice gives the optimal support parameters combination: concrete thickness of 100 mm, anchor length of 1. 9 m, anchor interval of 0. 8 m × 0. 8 m , and the anchor diameter of 40 mm. The research could provide a reference for excavation roadway support. Key words:roadway support; multifactor optimization; orthogonal experimental; extreme difference analysis 2345: 2017 - 04 - 07 6789: „ †‡ˆ‰Š‹ŒŽ(15C0358;16C0438) :;<=>?: ‘’“(1987 - ) ,”,•„–—˜,‹ ,™š,ˆ‰›œ:žŸ¡¢,Email:gwle0418@ 163. com。 - 121 - 482 1 2 3 4 ) ˆ   ,, ,   。 ­€  Ÿ¡, ,„ ‚ƒ Š‹ŒŽ‘’“, †‡ˆ, ‰ ”•–—˜™š、›œž [1 - 2] ,´µ¶·¸ ¹º»,›¼½¾¿‹Œ‚, ÀÁ€‹ÂÂÃÄ Å,ÆÇ  [3 - 5] ˆ¿¸¹È·É 。 ŠÊ˃Ì͎‘‡ÎÏÐ, ´µÑÒ [2,4] ƒ Š‡ÎÓÔÕ¨±Öž›×Ø 。 Ù­€ Š‹ŒƒÞß, ƒàáÕ ÚÛÜÝ [6] Šâãäåæçæèéêë。 ìíî ïð   Š†ñòóôª‡Îõ҃ö÷, ø‚õ Õùúäûüð‹Œý ‚ƒâãäå; {«[\ [7] 1 6 27 7 5  θ¹'&òÏ 1 000 m ,  Š¢£š¤¥ƒ¦§¨©ª«¤¬ƒ ®‚,¯°¨±²³ þÿª~}ø|Œ ïð’Ýò‚Ù], Þ߆^_³ò`@‡Î?>, =<š¿;@ :/‚àáÕÿ.。 ð ‹Œ,ÐÑ [8] , ¹ÓÔ、ý ‹Œ¸¹ÓÔ ¸ ØÁÙÚÛܪÝÞ;ßà, [9] ¸¹«¸¹ ƒîï𮂠14 MPa,Úôõö 48. 5°。 ý BQ ½ðⅣ½, ð 65 MPa, ñ ª ¯  33 GPa, ò ¦ “ 0. 24, Ú ó ‡ ê  ÷    ƒ  ˆ ÕƏý ,û ­¸¹,€‹‚ƒ、„ 、Ä Å†‡ƒ¸¹(ˆՉ縹Š‹Œ [10] Ž­‘Ž 。 ý ¯°¨±’ÓÕ¸¹ '&(“,ÚΔ•Ž‹Œ–—,˜¿ˆƒÞß ‹ü。 ™š›\ [11] œØ ANSYS žÝŸ%¸ ¹ƒóôª¡¢£, šý ¤ƒ¯° †‡¥œ¦;§¨©\ ¸¹´¸¹ð­,C20 þÿ"、~}ˆ|、; {[,\“ 2. 5 m × 2. 8 m。 2  2 1   ¯°«¨±ƒ½¾Œ‚;³›\ ¯°–±ƒ(ˆ,´ý †‡³^¥,_ý ÷` , °;ª:, /.£ð [16 - 17] -,Õ+*)ƒ(¯° 。 0,ά®– ±¾¿+)'&(( s1 ) 、*)( ( s2 ) 、 -, %[( ( s3 ) 、 ;ª:Š$ ( V) ü𬮖±ä å。 •Ž¸¹–—‹Œ†±, ¾¿”#‚ ( A) 、|"‚ ( B) 、 |/! ( C) Õ  | ý 0 1 ( D) ü𖱃02, ®–±,502¿¡Á 1。 1 ¸¹ Table 1 ݃ª Ø3024%[ƒ¬  Orthogonal test factors level Ý [13 - 14] 02 ج® %[ A B C D 1 60 1. 6 0. 6 36 2 80 1. 7 0. 7 38 3 100 1. 8 0. 8 40 4 120 1. 9 0. 9 42 5 140 2. 0 1. 0 44 þÿª«¸¹†‡Éð äå,š¿Ӄ¸¹'&$; µ¶·\ ج®–±²¿ý ]¤,ý †‡¥ò@î‚Æ, ‹ò?>—=ý [12] ì°?ÕÊË?«¬®¯°–±, ² øŽ†‡ùð 43. 8 MPa« 14. 6 MPa,úöûò 8. 88° ~ 24. 43°üý。 °¿` 。 ¸¹üð`@ Õáç‘ Ô 。 ê ڇÎëìí,ý ¯°,=!Ú< ؃ð U ûª¸ , õ-ƒ¸¹) ‰— ª¢ÔáÕ、âã Õ、äåÕ,æ×áç ,ØèéÔÕÔ ¦ÓÔ、 Ú•ÓÔ、 ý >‹ŒƒÓÔ\。  Ò。 ý ðˆÓ, ª¢ÔÕ、ÔÕÖ×Ô ,   °  ¿ ` õ - , + *  ª ƒ ¸ ¹ Ó [15] † ‡Î$ݯ° ¨±ƒ½¾。 ,¸ƒع、º»#¼Õ ý Î '&²,´ëÿ'ƒ¸¹$。 0 Ô Î \½(“š—, ¾¿Ó¸¹(ˆ='& $ ƒÞßÀÁ。 ”†Ø¬®–±(Ã, Ó}ÿ–±(Ä= ݖ±Å+Ʋ, ÇÈɃ¹ÿ 2 2 \,ÝÊË́͸¹$ - 122 -  ²02Õ%[,‹Œ–—6«,¸œƒ 5  ­,€:‚ƒ„  483 †‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘ , L25 (5 ) ,  2 , 3D ,  25  FLAC   Table 3   A B C D k1 7. 055 6. 160 5. 555 6. 211 k2 6. 543 6. 174 6. 068 6. 183 k3 6. 149 6. 173 6. 174 6. 172 k4 5. 700 6. 195 6. 261 6. 142 k5 5. 434 6. 178 6. 823 6. 173  1. 621 0. 035 1. 269 0. 069   4  2 Table 2 , 2 。  Orthogonal test design table of support parameter combination A B C D 60 1. 6 0. 6 60 1. 7 60  3   Results of deformation of roadway roof s1 / mm s2 / mm s3 / mm V / m3 36 6. 412 15. 077 20. 272 34. 462 0. 7 38 6. 935 15. 170 21. 916 32. 763 1. 8 0. 8 40 7. 037 15. 207 22. 166 34. 423 60 1. 9 0. 9 42 7. 134 15. 348 23. 666 34. 584 60 2. 0 1. 0 44 7. 756 15. 341 24. 900 35. 242 80 1. 6 0. 7 40 6. 476 15. 059 21. 052 37. 624 80 1. 7 0. 8 42 6. 503 15. 081 21. 464 35. 755 80 1. 8 0. 9 44 6. 578 15. 216 22. 320 37. 730 80 1. 9 1. 0 36 7. 265 15. 236 24. 362 35. 895 80 2. 0 0. 6 38 5. 894 14. 959 19. 217 34. 880 100 1. 6 0. 8 44 6. 122 14. 958 20. 376 35. 825 100 1. 7 0. 9 36 6. 282 15. 118 21. 632 38. 656 100 1. 8 1. 0 38 6. 803 15. 115 22. 956 36. 374 Table 5 100 1. 9 0. 6 40 5. 537 14. 848 18. 074 26. 890  A B C D 100 2. 0 0. 7 42 6. 004 14. 939 19. 811 32. 234 k1 22. 584 20. 515 18. 133 20. 861 120 1. 6 0. 9 38 5. 808 14. 981 20. 376 31. 700 k2 21. 683 20. 568 19. 974 20. 591 120 1. 7 1. 0 40 6. 309 14. 984 21. 762 34. 227 k3 20. 570 20. 547 20. 456 20. 379 120 1. 8 0. 6 42 5. 086 14. 776 17. 038 24. 694 k4 19. 559 20. 685 21. 367 20. 496 120 1. 9 0. 7 44 5. 564 14. 857 18. 836 27. 235 k5 18. 430 20. 510 22. 896 20. 499 120 2. 0 0. 8 36 5. 733 14. 891 19. 784 32. 966  4. 154 0. 175 4. 763 0. 482 140 1. 6 1. 0 42 5. 984 14. 895 20. 500 27. 412 140 1. 7 0. 6 44 4. 844 14. 675 16. 065 29. 053 140 1. 8 0. 7 36 5. 363 14. 790 18. 255 29. 475 140 1. 9 0. 8 38 5. 476 14. 810 18. 489 28. 543 140 2. 0 0. 9 40 5. 502 14. 896 18. 839 26. 913 3  3 1   Table 4 ,  [18 - 20] , 2    ,­€‚ ƒ,„ 3 ~ 6。  - 123 - 4  Results of deformation of roadway floor  A B C D k1 15. 229 14. 994 14. 867 15. 022 k2 15. 110 15. 006 14. 963 15. 007 k3 14. 996 15. 021 14. 989 14. 999 k4 14. 898 15. 020 15. 112 15. 008 k5 14. 813 15. 005 15. 114 15. 009  0. 415 0. 027 0. 247 0. 024 5   Results of deformation on two sides of roadway 6 Table 6   Results of plastic zone volume  A B C D k1 34. 295 33. 405 29. 996 34. 291 k2 36. 377 34. 091 31. 866 32. 852 k3 33. 996 32. 539 33. 502 32. 016 k4 30. 164 30. 629 33. 917 30. 936 k5 28. 279 32. 447 33. 830 33. 017  8. 098 3. 462 3. 921 3. 355 , †‡ˆ‰  ƒŠ‹ŒŽ‘’ 、 “”• 484 ¯ ° ± ² ³  ´ ´ 、、;    、 、     、 、   、;  、  ¶ 27 · µ ;   、 、、。                。   ,   , ­€‚ƒ„, †,‡ˆ  ,     a ¢‘»  ,­ ­Š‹€‚ƒŒ,Ž €,„。      ‰    , ‚ƒ †, 。           †‘ ’€‡ ­“,”ˆ     ‰Š。 •‹ ,  Œ 、、 – †—Ž‘, ‡ˆ  €“。 3 2          Š, ¢  ˜› ,  §œžœ   ¨Š。 ©ª« ™, ¬  §œ¨,® ,      。 ”–   c      0. 8 m ,®  †™¦。 £¤¥”– Š œžœ, ™ ‚      ˜™, ”–  Š —,¢、 £¤¥˜™¦ š ¢ b   ,ž 1 Ÿ¡。 Ÿ¯°±,¬    ˜™š’“”š  , „ –š›•“、 š’“•œ“         ¡ †‘,£¤ œž。 †¢, £,²¯³¤¥´°,‚ƒ   ¦µ ¢§, Ÿ¶ ·  3 3        A ¹¬›•ª›«: 5  A5 ;¹›•ª›«:3  A1 ,1  A2 。 º• ™®ž®¹¬›• A5 。   B ¹¬› •ª›«:2  B1 ,1  B4 ,1  B5 ;¹›•ª ›«:1  B2 ,3  B4 。 º•™®ž®¹¬›  d ¨。 ¸©¯°’“±,¹ ª›«:3  A,1  C; ¹ ª›«:2  B,2  D。      Fig. 1      1   Tendency of indicators under various factors at dif £¤¥ ferent level • B1 。    C ¹¬›•ª›«: 5  C1 ; ¹›•ª›«:1  C4 ,3  C5 。 º •™®ž®¹¬›• C1 。   D ¹ ¬›•ª›«:2  D3 ,2  D4 ; ¹›•ª› «:5  D1 。 º•™®ž®¹¬›• D3 。 - 124 - Ý5 Î ÞÒß,¹:«³Æ¨¤  s1 ,,  A5 B1 C1 D4 ;  s2 ,  485 Ñà´µ [2] °±², ¸, , ¹. «³º»®¤¶´µ[ J] . A5 B 1 C 1 D3      ;       s 3 ,   [3] , ¹º». ¼½ˆ A5 B4 C1 D4 。  [4] A5 B5 C1 D3     ;       V,   º», 2015, 20(6) : 1 - 5. ¼, ½, ¾ž[ J] . ˆ ­. ˆ ¿¾´µž¨¢ [ J] . ¶·, 2010, 35(11) : 1809 - 1814. „[ J] . ¡Àž [5] €¿‚. ˆƒÀÁ 。 [6] °±². «³Á®æ’“ÄÅ[ J] . ¸¤¶ž’ , A3 100 mm; [7]   A 5 B 1 C 1 D3 。  1 ,   A   ,    ­,  B4 1. 9 m; ­€ ‚  ¸¤¶ž’“¶·, 2005, 24(16) : 2803 - 2813. ƒ„€ ­€ 0. 8 m × 0. 8 m ‚,  ,ƒ„ ­€ ­,†‡ ˆ†,‡ ‰Š ­, ­€ C3 0. 8 m × 0. 8 m; ‹ˆ‰Š‹  Œ,Ž‘ D3 40 mm Ž’“。 [8] ¡, 2013(9) : 35 - 37. “¶·, 2005, 24(16) : 2854 - 2858. ¸, Æ †,  ‡. «³®¤¶´µžÇˆ[ J] .  ¸¤¶ž’“¶·, 2015, 34(11) : 2161 - 2178. ‰ŠÀ. «³Æ¨¤ ÈÉÊ¿­¶, 2015. [9] ‘’Ë, [10] ̔.  [11] Œ“¦¨¢¬µ ƒ“. «³ », 2010, 15(1) : 54 - 57. ‹—´µ[ D] . ŒŽ: ¿¾´µž[ J] . ˆº €•Ž‚¨¢[ J] . ֎ͺ ¬, 2016, 31(6) : 85 - 86, 89. ÄŽ, — ˜, —Ê™, ¹. «³ÆÎ Ï –ÇÈ[ J] . š©Í’­¶¶·, 2012, 43 (2) : З 190 - 193, 211. 4  [12]  (1) ”Œ•Ž‘ FLAC3D [13] Ÿ¡、 ¢£”¤、 •–—¥—,   A3 B 4 C 3 D 3 ,      [14] ˜™ 100 mm、 1. 9 m、  m、Ž’“ ‘ 40 mm。 ­€ 0. 8 m × 0. 8 [15] ™© ›ª«¬œž Ÿ¡¢,; ƒ„ ­€ [17] ­,¡¢® £¦¯° ±¤,¥‡ †‡¦šƒ ­; §€¨¤ ² ¦©¨¤¡¢³, ´—®ª« ‚¬µ, ®¶ƒ ­€ ­§ ­,œ [18] 2014, 39(8) : 1409 - 1417. ¦ – –ÇÈ[J]. ˆ§’“´µ, 2016, 31(1): 17 - 22. ÌÍÎ,  Š, —¨©, ¹. ¤¶ ™š ž –ÇÈ´µ[ J] . » ˆž•–’“¶ Ÿª«. «ƒÕÖÃ͞ ´µ[ J] . ¬•Ê¿ ­¶¶·, 2014, 34(4) : 390 - 395. ÏЮ, ¸’“. «³¤¶×¯¦ [ J] . ¶·, 2009, 34(7) : 881 - 886. ° ±, Ÿ ¯™—ØÙ », ŸÚ², ¹. Ê™š‹—Û³ Ü ³ ´ µ ¶ Ñ     ´ µ [ J] .   ¤ ¶, 2014, 35 (6) : 1718 - 1726. [19] Ñ [20] ŸÒÂ, ‡Ã, ¸†Ä, ¹. Ê™šŀÆÇ ¯™–。 °±². «³ · ’ “ ´ µŽµž –ÇÈ Ÿ¡š, ¢£¤, ¥¨¦, ¹. Ê™šÔÁË ·, 2016, 33(1) : 77 - 82. [16] [1] [ J] . Óˆ‰, 2016, 45(3) : 20 - 24. ÕÖ  ­€ ­, š : Éѽ, ›œ½, žÒ™, ¹.   (2) ¦§¨‚,  ·™š ´µ[ J] . »ˆž•–’“¶·, 2013, 30(6) : 812 - 816, 827. –—˜™š ›œ,‹’“ž’Œ,  ¹º», . ·, ¸ ¹, º»½, ¹. ÒÓ¼½¾‹¿ÔÀÕÁ ™š[J]. ‚½•–ʶ¶·, 2015, 25(12): 81 - 86. » [ J] .  ¶·, - 125 - ‹—[J]. ’“, 2016, 48(6): 61 - 64. (  )  27  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  11   1,2  , Vol. 27 No. 6 Nov. 2017  2  , 3  (1.   2.    ­€, ‚ƒ„ 150022; †, ‚ƒ„ 150022; 3. ‡ˆ‰Š‹† ŒŽ‰Š†, ‘’ “” 113122) ": - 800  2442 ,  3D ­€‚,ƒ„ †‡ˆ‰Š‹ŠŒŽ‘’‡“, ”•– FLAC —˜™š›‚œž !  Ÿ¡›¢£¤¥¦。 §¨©ª,•–« †‡ˆ, ¬Ž‹®¯、 ¯°±²³´ ¯ªµ¶·,¬Ž°±²¸¹º»¼´·。 £¤½¾§¨¿ÀÁÂà †‡ÄŠƹ。 LJÄÈÉÊË Ì͟¡›¢£¤,Ο¡›¢ #$%:›¢; ; —˜™š †ŠÏÁÐÑ。 doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 06. 003 &'()*:TD353 +,-*:2095- 7262(2017)06- 0587- 05 +./01:A Numerical simulation of floor heave of soft rock roadway in deep mine Zhang Xiaoyu1,2 , Jiang Yuannan2 , Li Zhe3 (1. Key Laboratory of Mining Engineering, College of Heilongjiang Province, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. Shenyang Branch of China Coal Research Institute, Fushun 113112, China) Abstract:This paper seeks a solution to the serious floor heave and deformation occurring in800 level material roadway of 2442 work face in a mine of Long Coal Group Corporation. The study building on roadway engineering geological condition and existing supporting scheme involves developing a method of anchor grouting in roadway floor and analyzing deep soft rock roadway floor heave deformation using numerical FLAC 3D . The results show that the novel method could contribute to an obvious reduction in the displacement of floor heave, roof and twoside and range of plastic zone of floor heave, roof and twoside. The field test verifies the validity of the improved supporting schemea method capable of a better control of the deformation of the floor heave. The research may provide a reference for soft rock roadway support in deep mines. Key words:soft rock roadway; floor heave; numerical simulation 2345: 2017 - 06 - 06 6789: •–—˜‰Š™š(11544043) ;  ­€›œžŸ¡¢™š(2013 - KF03) :;<=>?: £¤¥(1977 - ) ,¦,§§‚ƒ¨,©•ª,«¬‰Š®,‰Š¯°:±²、³´,Email:149319929 @ qq. com。 - 126 - 588 : Ø / . , ,  , ­€,‚ƒ„ †‡ ˆ‰ Š‹。 ŒŽ‡‘’, “”‘’•– —˜ µ 3D áâ, 〠FLAC äåæç‘Ñèéäåæê, Öíî¥ï𠳒ñòáâ, Öí ÷ø™, 矎ù‘’´ Table 1 Öí 1 î¥úûüý。 , 27 + - 1 â šÍ  Physical and mechanical parameters of rock ’™ γ / kg·m - 3 K / GPa G / GPa σ b / MPa c / MPa Å^’ 2 637 5. 0 3. 6 1. 300 3. 80 33 ^šÆ’ 2 000 4. 0 2. 7 0. 300 2. 00 24 ^_’ 2 635 3. 8 2. 5 0. 050 1. 00 28 2 1 650 3. 0 2. 0 0. 001 0. 08 20 ^’ 2 625 3. 6 2. 3 0. 070 1. 20 30 ^šÆ’ 2 000 3. 8 2. 5 0. 300 2. 00 24 ^’ 2 623 6. 0 4. 0 1. 000 3. 00 35 æçëì´ óôõö´ ¯ –´ òí, »À´ ¯æê,Á 1 ÃÄ。 ’³’´ µ¶,·¸¹,º» ¼¥·,½“”Ž‡‘’³’™š¾š¿ ’ÅÆÖ×。 ØÙÚÛ - 800 ÜÝ 2442  ÞŸŽ‡‘’, ß°±²àƒ„ ¯ »,º x Ö<²³¼Ÿ 24. 2 MPa,y Ö< ²³ ¼Ÿ 22 MPa。 ͒µ½ø ¯¾ä¿© 1, ËÌ ™š,›œžŸ¡¢,£ ˆ‰¤¥¦§¨ [1 - 6] 。 «¬®¯°±²Ž‡‘ ©ªƒ„ † ÀÁÂ,Ãij’ÅÆ´ µ¶•–ÇÈÁÆ ™,ÉÊËÌÍÎÏšÐÑ,ÆÒÓÔÈÕ ³  φ / ( °)  ØÙÚÛ - 800 ÜÝ 2442 Þþÿ ~}Œ 2 ,|Ž 800 m,{ޟ[ò。 \ ]Ÿ^ _ ’, ` @ Ÿ 2. 6 m;  ? Ÿ ^ ’, ` @ Ÿ 3. 1 m。 ´ ò í Ÿ    ñ ò   (  )  + ÷´ 。 ]?êŸ  20 mm × 2 400 mm, Ÿ  20 mm × 2 000 mm, Ÿ 700 mm × 700 mm, `@Ÿ 50 mm。  êŸ  15. 24 mm × 7 300 mm, € “ ò” ~ Fig. 1 }。 “”àÍ|Ž、  >、 š ¯¿ÀÁ Â,¤¥ 350 m , ¢›]?ƒ„、  3 ¦ñò›œ,Ÿƒ„, Ý 650 mm,³ 3 / 4 。  òŸ­,Dz€™‚ƒ,„  †‡ ,„ˆ‰Šù‹ŒŽ^_’?¢›‘ ’{“,“”•– 1. 2 m。 2  Geological mechanics model of support engineering  3. 1. 1   ¥Õäåæç, ëì ÜÝǦ®¦È<Ǧ®,º»Á 2、3 ÃÄ。 ²´ òí “Â 2 ÈÉ¢,ÊË;ÌÍä ( Î )  ,]?¦,ϬŸƒ  [7 - 8] ,™€ ËÌ   Î —  Í  š ˜ Þ 3D FLAC äåæç‘ÑëìàŒš𠳒 ñò˜›,èéæê • × œ × >Ÿ 20 m × 30 m × 30 m,žŸë 19 520 ¡¢£,21 714 ¡¤=。 àæ ê‰Þ¥ÆÜݦ§, ù¨Ò, ©ÞŸ™ ª «,¬¥@¾›®Îϯ°÷, ± ²³Ÿ 20. 2 MPa,æ琴’µ 3 1 1 ¶„ª«。 þÿ· ÷ Mohr - Coulomb @¸¹。 ËÌ™ Ηº „,?Йэ³Ò͚。 ¾ÓÔ,ÜÝ Ö< ñòÕÕ, Ö×ñò¢›‚ƒ Dz€›œ,ˆ‚ƒ”†。 ¬ ÑØ ­ÙÚŒ]?ˆ‰, àÑØ]?¬È<Ç ¦åÀ 539 mm; ƒ„, †”ˆ ,¯Û 50 mm。 ëì 2、3 ÈÜ,­Ù“ùëÝÞ:­ ÙùëŸßàáŒÜݙ ⠁€á㠑äºåÞæ©ç¦èéêëÞ - 127 -  ¨6 © ª«¬,²:®¯ 589 ’“Œ°± , ,; “”Œ•Ž‘–’—,‘˜  ,   ,    643 mm。  ™š, 、 ­€‚ ,ƒ„ †‡ˆ。 ‰,¨©¡,ª«¤ˆ‰Žš¬¨© “”™š ,Ž• –‘—˜™—Šš•››, œžŸ¡“” † ˆ‰,œ¢­“”£¤ž¥Š ‹。 Ÿ¦§‹‚Œ¡¢, €£ˆ ¥®。                                                a 500   a 500                                             b 1 000   b 1 000                                                  c 2 000  c 2 000                                                      2      d 3 000  3  Fig. 2 Vertical displacement of original support roadway  2、3 ­‰Š€,‹‚Œƒ„, ,  †‡Ž ˆ‰Š‹。  ‘’ d 3 000   Fig. 3 Horizontal displacement of original support roadway 3. 1. 2  - 128 - 4 ¯–¦’“°±§。 590 ° ± ² ³ ´  µ µ · 27 ¸ ¶ †, •‡ˆ™—š€‚,‰ ›œ‰‡ˆ„„— 。  5b ,  –, Š ‹—‡ˆ, Œ Š‹—˜ 223 mm, Ž Š ‹—˜ 192 mm, †,  žŠ‹— š€Ÿ¡‚。 3. 2. 2   6 ˜Š。 Fig. 4 4  Distribution of plastic zone in original support roadway  4 ,  ,,  。 3 2  3. 2. 1    , , ( )  +   ,­€     † ‡ ,       ‚ ƒ „, 700 mm × 700 mm, ˆ‰ 2 m。 Š† ‡‹ŒŽ‘, ’“ ,   5 ­€。 Fig. 6 Fig. 5 5 b „„—                                  ’“  Vertical displacement and horizontal displacement of new support roadway ˜ 103 mm,™—  ’“”¥ 2442 ¤¦§¨ 200 m †‡ ™•–,— 50 m ©›˜–™, š–‹  7 ­€。 š– ›,œ 50 d ŒŽ™—ž ˜ 100 mm,Ÿ¡¢£¤œ¥¦。 —­§¨ ª,©”†¢«¬ ®,ª«¬¯ ¤œ。   5a ,”† ‚ƒ•。  Distribution of plastic zone in new support roadway  a   6 ,Š¢ ,‘ ˆ,‡ˆ, €›œ‰‡ˆ。 £’†,  •‡ˆš€¤。 4                     6      –,  ˜ 300 mm, - 129 - Fig. 7  7        Floor heave displacement of roadway Ç6 È 5 É°Ê, :« 591 ¼ ±–‰Š, 2002. [2] :  ­, €‚ƒ, „°, ‹ŒŽ, ‘³. ’ 19(4) : 343 - 351.   - 800  2442  、  , 3D 。 FLAC ,   , ­€‚ƒ„ †‡ˆ ‰。 Š‹ŒŽ‘’ “”, •–—€ ‚˜™š,›œžŸ €‚› 。  ¡Œ ¢, £ž €‚¤¥‡¦ ˆ §,¨¢¦¤¥ ©ª§, † ‡¦« ¬®, ¦ €‚ ,¯  ­。 [1]  . [3] ”Ž•, – ,  . ,  , “ª´µ[ J] . ¶±·, 1994, ’“ª¸ª¹ º´µ[ J] . ¶¹º, 2015, 34(9) : 106 - 108. [4]  ¼ [5] [6] , . ª» ’— ­[ J] . , 2011, 40(4) : 24 - 27. ½, , , . ˜’“ª¸†‡¹º [ J] . ¸¾¿’±·, 2011, 28(1) : 1 - 5. ” , ”± , , . « ’™š À¹º´µ[ J] . ¶±·, 2013, 38(4) : 566 - 571. [7]   . FLAC3D Ž ­ Á ’ [ M ] . ‡ ˆ: “    – ‰ Š, 2011. [8] ’†±[ M] . ‡ˆ: ² - 130 - Ã, . FLAC / FLAC3D  ¸  ’Ž [ M] . ‡ ˆ: ÄÅƏ–‰Š, 2009. (  )  27  6           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  11   Nov. 2017  1  , 2  , 1  (1.  ,  2. ­€‚ƒ„ Vol. 27 No. 6 150022; †‡ˆ‰Š‹ŒŽ ‘’“”ŒŽ,  ‘’“ 154600) ": ,   ­, €‚ƒ„ 、†‡ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”•, –—˜ ™š„ ! ›œž,Ÿ¡˜ “ ¢£¤ ” ¥¦, §¨© ª 50 m  € “ «¬®¯° + U ± ²³ + ´µ” ²¶、 ¨© ·¸ 40 m  € “ ´µ + ®¬¯ + U ±²³ + °µ ” ²¶、 ¨©  ¹ 20 m  €“ U ±²³ + °µ + ´µ + «¬®¯ ” ²¶。 º»‹Œ¼½, ¾¥¦ ¿À˜ÁÂ,ÃÄÅÆÇÈÉÊ 285 mm,ËÌÆÇÈÉÊ 223 mm。 ¾¥¦ÍÎ ÏÐÑÒÓ¿Ôՙ€Ö‡。 #$%:; ™š; ; FLAC3D doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 06. 002 &'()*:TD353; TD322 +,-*:2095- 7262(2017)06- 0581- 06 +./01:A Control technology of surrounding rock of excavation roadway through goaf quickly Bi Yewu1 , Zhang Chunfeng2 , Fan Xiuli1 (1. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Qitaihe Branch, Heilongjiang Longmay Mining Holding Group Co. Ltd. , Qitaihe 154600, China) Abstract:This paper presents a solution to the control problem of surrounding rock due to the neces sity of quickly driving excavation roadway through goaf. The study building on the data from Xinjian coal mine with an excavation roadway driven through goaf involves investigating the underlying law behind the stress distribution of surrounding rocks in excavation roadway through goaf, combined with the theory a nalysis, the computer numerical simulation, and the field test; and developing a threestage “ controlling technology of surrounding rocks of excavation roadway” : “ bolting net cable belt spray + Usteel metal shelf + grouting” within 50 m range before goaf exposure, “ grouting + cable net belt + Usteel metal shelf + spraying ” within 40 m range during the goaf exposure, “ Usteel metal shelf + spraying + grouting + bolting net cable belt” within 20 m range after goaf exposure. The field test result demonstrates that the proposed technology promises a wider application in the same condition, thanks to its demonstra ted ability to effectively control the deformation of surrounding rocks of roadway and enabl the maximum roof and floor displacement of 285 mm and the maximum roadway sides displacement of 223 mm. Key words:surrounding rock control; surrounding rock stress; goaf; FLAC 3D 2345: 2017 - 07 - 27 6789:;: •ƒ–(1978 - ) ,—,­˜™,š›,œž,Ÿ¡¢£:‚¤¥¦§¨©、‚ª«¬®¯、°±,Email: biyewu@ 163. com。 - 131 - 582  # / " ! ,   。  , ­€‚ƒ ,„  †‡ˆ‰Š‹, ŒŽ‘ Š,Ž‘’‹“’ , ”•‡–—˜ ™,•‡š›œ, žŸ¡¢£¤–¥¦, §¨, ©•‡˜™ª«¬®¯ °±²³—«。 ´µ, ¶·¸¹º [1 - 11] , ¿ÀÁ [1] ½ ¾ÃÄÅÆÇÅÈÉÊËÌ - 660 mV—VI Í΁ÏЌ,ѐÒÓµÔÕ、  Ö× ©•‡˜™»¼½¾ ØÙÚ¡¢ÛÜÝË、ÞßàÜáâ†ã,¡ [7] ¢äåæ ; çè¸ éêëìí îïðñò±óàÜôõö÷øàÜ»ù  àÜúû†ãâ。 ü ý½¾, þ¹ôÿ ¬Ì}|, º ~ _  ¸ ¸ $ 27 1 0 #  ,  98 í ’‹“ ¬ 2 ~ 4 m。 Ñ £, ¬* )¡¢、äåѐ ‡ ÝË。 1 2  ­€,„è‚[12] ƒ„ ,  • †È‡ùˆ‰Š, ('Ñ µ”‹‚ƒ  µ、 ‚ƒ Œð‚ƒ ”Œ{[ 。 ‚ƒ µ,€Ž{[‘“ ,’“• ”• –—& 45 m,˜”Ž™‡{[℠, “•& 12 m,š”Ž{[›œ ,“•& 15 m;‚ƒ Œ,Ž{[›œ ,“•& 40 m;‚ƒ ”,­€Ž{[›œ ,“• & 10 m,˜”Ž™‡{[℠,“•& 5 m, š”Ž{[‘“ ,“•& 10 ~ 20 m。 ’ž,„ 1 ȇ‰Š,(' •‡˜™é<;:。 µ,­€ˆ{[ ,® Ÿ ¬{[‘“ ,•‡{[¡,ˆ{ [ ”Ž , ©‡ˆ¢¡£¤% 1  ¥,® Ÿ¬{[›œ ,•‡{[¡¦,Ñ  ”§{[ ,® Ÿ¬ 1 1  {[‘“ ,•‡{[¡,ѐ§{[  ”,•‡{[ü¨©¤™‡{[, Ñ •‡{[È\]^˜™_`½¾Ì @,ôŒ¬ ©¡¢、ä协ð?¯>= ÿ~¬/ÆÇ.-,ÈÉÊ+[, ,¬*)(,?ó ËÌ、 ̌ô,  - 15° # ËÌ(',  98 í ,¢ 40 m,¿ 1 。   2 1   ¯á” •‡˜™_`, °$¶±¯‚ƒ µ、 $ ²±¯‚ƒ ‡˜™_`。 ”• 2. 1. 1     Ÿ‰Òñµñ¶·¸¹õºàÜ_`, »¼ ½•‡¾ž¶œü¿ , ÀȾÁñ¶            Œð$±¯‚ƒ ³('Ì@°” 98 í ,®  ‚ƒ´ 50 m ó, Ž{[Æ (°        2      §¨, Ñ µ”ªž‹{[‘“ 、{[›œ 、{[‘“ ,š”Ž™‡{[ 。 ª« •‡{[È\]^, ùÿ # ~ 98 í ¬•®>=,þ¹éê “         a ‚ƒ  #   ÂÃ@Ò,Äñ¶ñ ¤‡í ; • ‡%¥ Ÿ, ‰Ñ U Åõ·¸àƝÇàÜ, È Fig. 1  1  Engineering plane and profile diagram É*)ˆÊ; ³Ž™‡{[℠ð{[›œ ,® Ÿ•‡ˆùË̤%  b 98 í # ° ‰ 8 a ,  Í,ÎϾÐ,® •‡» ÓÒÓµ×؝ - 132 - ý•‡˜™_`Ò, _`, ×ØÔ´Õ֔• ŸÑÒ ²6 †  20 m 。 2. 1. 2  ’º”•¯¥³ 3 ³ 4。 Ž£¹,  40 m , ,  ,    583 ³´µ,”:‹Œ¶·¸«¬   ,        ,  , , ­€ , ‚ƒ„­ ‡ˆ‚ƒ‰„  €。   ,Š‚ƒ‹ŒŽ‘、†‡。     a † 、 ’°   2. 1. 3   –† —     ’“ŒŽ, ‘ ’’ ’”• 10 m –†      ˆ‰Š‹ “”       ’• 10 m    ˜‰, ‘ ,‘ ” ’™š —。 2 2 IJKLMNSTUVWX ›‰œž–Ÿ“—˜™, š¡ FALC ¢•£ ,›’œž¢¥¦ 1。 £¤§¨Ÿ 220 m × 3D Fig. 3 '3 b º° aLb[>IJcdST Support effect in virgin rock stress region [13]  h / m δ k / MPa γ / t·m - 3 φ / ( °) c / MPa K / GPa G / GPa ª´ 9. 50 4. 600 2. 64 41 2. 6 5. 50 2. 40 ¯µ 3. 35 3. 400 2. 60 32 5. 6 10. 95 5. 10 0. 80 0. 012 1. 56 35 2. 7 2. 82 0. 51   ›© ¯µ¶ 3. 50 4. 600 2. 40 30 2. 8 9. 99 3. 28 b 32 2. 4 5. 50        3. 80 º°,»                       „   ­  ƒ     †           ­€ ‚ ƒ  ‚    ‚   ’°,» © 2. 57   a ZL[\]U Mechanical parameters of coal rock of model ª´¶ 20. 00 2. 350    Table 1 Y1     ±§ «¬,  ’Ÿ 15 MPa,¥¢°¦Ÿ ’Ÿ 18 MPa,¢•¨²£¤¥³ 2。 «¬,®¯   ¤ 350 m × 90 m,—©ªŸ 0. 8 m, £¤¡¢Ÿ£¤   ‡ ˆ ‰ Š   c     ’°,±       Š  ‰ Š ‹  Œ Ž Fig. 2        ' 2 UV^_W` Numeral calculation model «¬Ÿ” ’ (15 MPa)  ˜‰• ’ (18 MPa) ˜‰·¸® - 133 - Fig. 4 '4 d º°,±  eb[>IJcdST Support effect in high stress region 584 ½ ¾ ¿ À  3  4 ,  , “  ” ,  , 。 3  , ,         ,           120 mm,  š  ‡ 9. 50 m ¯´µ, ±² 3. 50 m  ´µ,“·™¸¹  3 1 AB?@ 1 600 mm ‰   š 3 ›, Š œ ž 1 000 mm × 1 000 mm,‹ŒŸŽ™ 3 › š;Œ™  20 mm × 1 600 mm ‰   š 2 ›, Š œ ž 1 000 mm × 1 000 mm,‹ŒŸŽ™ 4 › š, š™‘’¡  5 ¢£。            a       b ¦¥ Fig. 5                                  '6 Fig. 6 3 2 3. 2. 1     ZLjklm' Coal rock synthesis columnar section of second mining area (noIJKLMNOP  (1) ¾, º + U » ‘’¡ ¼ š ›。  7 ¢£。 ½ , š Ü、  š ¿™ ’¡ƒ š „‹, ‹ŒŸŽ£ ™ 2 › š 2 › , ‚ š ž 500 mm 。 ¤Ý¥Þß U »œàá ¼¦âˆÀ ,  8 ¢£。 (2) §¨ š›。 ©ãä , §¨ š›,ªå“«¬‚®¯æ,§¨°± ŒÛ—ç°±²Š³è, é´²Šµ¶ ¤¥     17. 8 mm × 6 000 mm À°ÕÖ׉œ Ø¢, È   Ù  200 kN, Š œ ž 1 500 mm × 2 000 mm,¢ Ãºœº, ě Å ÆÇڞŒ 2 Û, ŒÛŸŽ™ 3 › 。            [14 - 15] , š  š ¿™  22 mm × 2 400 mm À°Á š, ¢ šÃºœº,ě šÅ 2 žÆÇ ÈÉ, È  100 kN, ʁÁÂˑ˜Ì, ͟ΠÏÐÑ,‹ŒŸŽÒӖ¡Ô™ 5 › š, Š œ ž 1 000 mm × 1 000 mm;       †  ‘’ ‡ “ ” ‚ ˆ   • ×   3 400 mm × 3 600 mm,–—˜, : ™ 20 mm ×   „ ­€   6 ¢£。 ‚ƒ  „€,‡ˆ 2 ‰,Š  † 260 mm, 3 , 1. 60 m¯´µ 1. 75 m ¯¶µ˜, „€‚ƒ,„  360 mm ­†, ƒ   à 27 ž  ¯° 0. 90 m, ‡¯ ° 0. 80 m, ± ²  — ³  ,ƒ , Á 98 # “”§Œ•¨,©ª«¬,®– 。  4 , ,  (  ) ­€‚,  ­ ‹Œ 100 mm,  Ž。 Á ' 5 IJfgFhi]U Layout and parameter of anchor rob for roadway 1 d,§¨¯°Ù 20 mm。 (3) µ·¸¨ˆÈš›。 žê ¹º´ë ì 20 m ²,»íî、¥Þ,ï ¼ - 134 - «6 Š ¬®¯,°:§±²       ,            [14 - 15] 。 !"#$"#%&  '(,)*+%,+ ,- 425 . /01+。   2. 5 m,1  , 23,   1. 5 m, 3  ,4 30°;   1 m  ,   75°,4 15°;  2  ,  4 35°, ­ 7  ‚ƒ„  9 。 , € ˆ‰–—˜„,  [16 - 17] :  (1)   8 000 mm, U Š 1 000 mm × 1 000 mm, ›œ56ž 30°,  10 。                             ‹Œ €‚ƒ„ (2) Ž U Š      †‡ˆ™š,  500 mm,  ‰  Ž¡ƒ¢Ÿ,Ÿ’ 50 mm。             a UŠ ,              †‡ˆ™š,  2 400 mm,‰ 1 000 mm ×  6 000 mm, 1 000 mm; 600 mm  †‡™ŽŸ‘ ™š, †‡™Žž 1 000 mm, Ž†‡™      585 ’ˆ‰˜            Fig. 9    9   Layout and parameter of lead grouting boring          Fig. 7 7        Roadway support and parameter drawing        3. 2. 3    10   Layout and parameter of anchor cable  # ’ 98 £¤ˆ‰¡¥“ 10 m , Ž      U Š † ‡ ™ Ž  Ÿ  ™ š, † ‡ ™ Ž   ž 1 000 mm,Ÿ’ 50 mm, —¢ , „ –—,78¡ 10 m ,    3. 2. 2        Fig. 10 Fig. 8         b           8 U  Sketch drawing of Usteel metal shelf support Ÿ”¦™š,  , ’•‰—¡˜™š ˆ  , †‡ˆ‰Š, ˆ‰‹ 40 m ŒŽ‘’ 2 m, “ ”‘ 3. 6 m,  ‘’ 6 m。 ­•€‚, ƒ†‡ 3 3 „ †‡ •–ƒ„  7 ™š。   ž9:§’ˆ‰›;¦› •,“ <” Šœ=¨ ƒ ˜– ©Œž,>?ªŸ。 ­¡†‡ˆ‰ - 135 - 586 Ô ¼ Õ » 30 m  1 、  40 m   2 , 20 m  1 ,       11  ,         12。                a     ¹ [2] ¼, „  [3] Ž„ [4]  Fig. 11 b     Ä . †‡ , ‚ƒ„, ¡‹Œ„ †‡ˆ Relative displacement curves of roof and floor and both sides of excavation roadway through goaf [6] [7] [9] [10] [11] ' 12 ~<=>IJKLMNST Control effect of surrounding rock of excavation roadway through goaf  4   ˆ Ž, ½. ¾¡À¥ª« ” ‹Œ[ J] . ÀÁ»¹‹Œ, 2013, 41(7) : 51 - 53. Èɹ. ÊËÌÀÍ  ‘ Œ¹Ï¹º, 2013, 12(1) : 15 - 19. В‰. À¥ “–Î[ J] . ‘š‹ ª«“ ”•Š ¯ –€‹ [ J] . À Á ‹Œ, 2014, 33(9) : 199 - 201. —Œ, ŠŽ˜. є‘ ¡‹Œ’“ ¿ [ J] . À¥¸Ò, 2015, 46(1) : 112 - 115. ”™š. ›œ¥ÓÞ Û  ¶Ž‹Œ„ [ J] . ÀÁŕ™, 2016, 39(7) : 13 - 16. Ÿš. “¿ (6) : 9 - 12. ƙ‹Œ[ J] . ž¿‹Œ, 2016, 37 ¡¢£, ¤‰. ª« [13] ¦™§, ¨ ©Ö. FLAC / FLAC3D š Å ™· €ª [ M] . « [14] [15]  ­¥•‚ƒ– —˜[ J] . Ô¼Õ»‹¹¹º, 2015, 25(5) : 463 - 468. ®, 2013: 1 - 93, 147 - 174. ךØ, ¤‰, ¯É¼, ½. Ì¿œžÀÍ°± ² ´ ۙ ³ÙÅ‹Œ[J]. ÀÁ»¹‹Œ, 2015, 43(10): 51 - 55. · µ, ¶·, ¸É¹. ڟ “–‹Œ„  [ J] . ¤ « ™ ·  ¹ ¹ º ( ´ ƒ » ¹ (3) : 71 - 74. ) , 2014, 31 [16] к», ¼¡½. Ì¿¢ £¤‘“–‹Œ [ J] . [17] ¾¿·, ·¹£, ÀÉ£. ¦ §¨©± ÀÁ»¹‹Œ, 2014, 42(2) : 12 - 15. “–‹Œ„  “–Åƙ[ J] . ­€ÀÁ, [12]  (1)  ”Â †‡, ½. ¾¡¥ª« : ⛉›¬‰  11   ,  “ ” ,    285 mm,  223 mm, 40 d   , , (  12) 。 ª« [ J] . ÀÁ™·, 2013(1) : 86 - 92. ˆ‰, Š‹Ç, Œ •„  ‹Œ[ J] . ÐÀÁ, 2012(3) : 59 - 60. 2012(4) : 115 - 116. [5] ~<=>IJ€‚ƒ„ ®, ½. ¾¡¥¿ª« “–‹Œ[ J] . ÀÁ»¹‹Œ, 2012, 40(11) : 38 - 44.  [8] Fig. 12 ) , 2012(32) : 305 - 307. , , , , ½.      ¶›™·€[ J] . ¸‚™¹ ³´µ. ª« ¹º( ´ƒ»¹      Ü 27 Ý º ,†‡ˆ‰Š “ ” ‹Œ,  Ž 50 m  “ ‘’ + U “  + ”• ” “–、 —˜ 40 m     “ ”• +  + U “ + ’• ” “–、   20 m “ U “ + ’• + ”• + ‘ ” “–。 (2) ™š,“ ”  ‹ŒŠ  ›,       285 mm,       223 mm, 。 (3) œ„ žŸŠ¡¢£¤¥¦ §¨©ª« ›‹Œ, ª« ˆ¬Š®, ¯°±§¨©  ²­。 [1]  ' 11 ¹ ]‰+.:        ‹ ­€‚ƒ„ - 136 - €Á„ [ J] . ÀÁ™·, 2015, 47(1) : 40 - 43. ( -Š  )  27  6  Vol. 27 No. 6          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2017  11   1,2  , Nov. 2017  3  , 2  , (1.   ­€‚ƒ„ 2   †‡ˆ‰, Š‹Œ 150022; 2.  Ž‘’“, Š‹Œ 150022; 3.  ”•‘’“, Š‹Œ 150022) ": , ,   ­€‚ƒ„ †‡ˆ ‰Š‹,ŒŽ‘€‚ƒ„’ˆ“‰ ”•–—,˜™š›‘œž’ ‡ ! ¡¢‘œž£¤¥¦ 2. 5 ~ 2. 7。 §¨ ‰¬®¯°ƒ±²³´µ¶·¸¹—º»¼½¾¿。 Ÿ“ ”•,­ ©ª ‡« #$%:;  ; ‡; €‚ƒ„; œž; ·¸¹— doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2017. 06. 004 &'()*:TU452 +,-*:2095- 7262(2017)06- 0592- 05 +./01:A Analysis on rules behind sandstone fragmentation under different loading rates Chi Xuehai1,2 , Pu Wenlong3 , Du Hongfei2 , Zhou Jian2 (1. Heilongjiang Ground Pressure & Gas Control in Deep Mining Key Lab,Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is an effort to investigate the law underlying rock failure due to roadway insta bility. The study building on the fractal geometry method involves investigating the distribution of sand stone fragments due to the destruction in different loading rates, developing the model of the relationship between loading rate and crushing size, quantitatively describing the relationship between the fractal di mension and the degree of broken, and providing the fractal dimension variation range of 2. 5 - 2. 7. The research may provide a theoretical reference for the prediction of the fragment distribution due to the road way failure and the rapid establishment of equipment selection for emergency rescue channels. Key words: roadway; sandstone; fragmentation rules; loading rate; fractal dimension; equipment selection 2345: 2017 - 07 - 11 6789: –—˜™š›œž(5167041573) ;–—  ­€‚ƒ„ †Ÿ¡¢£¤œ(2016YFC0600901) ;˜™š›œž( E2015031) ; †‡ˆ‰¥¦§(2014F2315 - 03) :;<=>?: ¨©(1982 - ) ,ª,«¬®,‘’¯,°±,Ÿ²³´: - 137 - µ¶,Email:chixuehai@ 163. com。 ,6 + 0  *Ñ),´:¬;Á@:/^‡  ,  [1 - 3] 。   [4 - 5]  ­€ ‚ƒ 。 „ Š‹,ŒŽ   ‘ ’ “ ” •   [6] — 。 ‡˜™š›œžŸ¡¢ †‡ˆ‰ ­ – £¤¥¦ §,¨©ª«、¬®¯«、¬°§«、±²³«´¤ ¥µ«,¶·¸¹º˜»¼†½¾¿­ÀÁÂÃ。 ÄÅ¿­ÆÇ ˆÈÉʕˆÈŠ‹¨©Ë Ì,͸˜ ΗÏЕѵÒÓÔ´ÕÖא  ©ŒŽ。 B. B. Mandelbrot ؏ ­ 593 ˆ‰ÉÊ 1  1 1   ì]ÑÒÓ-ú TAW - 2000 ÷½ô<“¾ ¿ÀÁ‡çÂÃÄŞ]ô, |ÓÔòÁ@— °、 † \ Á @ — °、 > Õ ô < “ — ° • < “ Ö ´ ×~。 1 2  (1) žŸÁ‚。 ì]ØÙà^‡, ‰Ú[‡ Ü Ý Á ‚ 15  ž Ÿ。 ž Ÿ à Œ çÑÑÛ 100 mm、Þß 50 mm àá˜。 žŸà âמŸÓÔ°ãäå 1 ϊÙÚÛ¬ÉÜÝÞߊàáâÕã ÏŠÝ ÞÑ。 ϊÙÚáâ‘ä åæàáâ‡çˆ‰Š ‘ä。 ïð, ñòÑóÕ¿­ ôٕѵ«–îꙚáâ, êõ 1 Table 1 ‹èéêëìíî × æ。  Physical parameters of specimens ¸¹º˜Ñö÷´øùö÷, ¶ÏŠÙÚÖúž ‡çёûüýþêÿò~}, à¿­ÆÇ͸ žŸç× m/ g h / mm d / mm V / mm3 ρ / g. cm - 3 Ⅰ 427. 60 102. 53 50. 52 205 526. 36 2. 08 Ⅱ 430. 70 102. 62 50. 51 205 625. 34 2. 09 •Í¸˜»|¼†Öא ­ – {á [7 - 9] âèéêÙÚ。 |,、[´  Ⅲ 434. 20 102. 85 50. 39 205 108. 14 2. 12 Ⅳ 433. 00 103. 46 50. 51 207 308. 49 2. 09 Ⅴ 436. 60 103. 15 50. 56 207 096. 73 2. 11 ͸ \、‡˜Ñ、 •«ÙÚ, êÍ [10 - 12] „•Í¸˜ ÓԕµÒ; •´ ϊ ‘ä Úê‡çÙ« ϊ ,áâê  ˆÈì´ž‡˜ˆ ϊ,þˆ ϊ ­€ ‚ ƒ E „ÏŠ [13 - 14] ´ Ð Ï ÔD †‡ˆ‰ŠÔʋÁ; ŒŽ ì]ϑ’“^‡ —_”—Ï `•«–—、 ‡çˆ‰”—ÏÐ Ô_˜™ôš、 Á@‘›ÛœžŸŠ¡¢£ ©,^‡šÏ D0 _ˆ‰Ï D s ¤¥•’¦ (2) ÆÃ\Çì]。 èמŸÏé‰ 0. 002、 0. 004、0. 006、0. 008、0. 010 mm / s ÆÃ\Çì]。 (3) ËÏ。 ‡çžŸˆ‰úÊßà 0. 3、0. 5、 2. 0、5. 0 mm ϊ –—;§¨©´ Š [15] Þ¢Þê ËÌËÏ,¢£`ž 5 mm ý,ËÏúŒë엾Ìíµˆ‰‰ (4) Ôϑ。 žŸˆ‰ ‡ ‰”òËÌ ÐÙ µÒ。 žŸˆ‰”˜ ϊ ^‡ˆ‰”˜ ϊµ«。 Âò¬³ì’ ,´ú˜º•§ ܗ„¥。 ó “ § [17] Ô —,µ¶· 2 - ˜º ” —>Õ ,͍ö÷áâ  ¶Á@ì], Á@:õ 0. 002 mm / s öŒ <“¾¿ÀÁ‡çÂÃÄŞ]ôÕ^‡žŸ–î ¬;Á@: ÆÃ\Çì],žŸˆ‰,Èú¬ ÷ 0. 010 mm / s,՞Ÿ ËÌËÏÛ°>¬;”— ‰”§ , Í Õ|–îϑ,áâ¶ÎÏÁ@:/‡çžŸ Ž。 ‡çžŸˆ‰Š~ ;ÉÊ Á@:Ո‰.— `• ª± ”—Ïи=¹ºà¶·§ Ïи=ϊáâ [10,13 - 14] 。 ¨´ú TAW - 2000 ÷½ô ±ú»¼ ˆ‰ÉÊ,Рڔ— , óì]}ô”‰”Ï ϊÝÞ ‘äÕ`ه®¯Á@ì]–î°>Ï ‘,’` Ù ‡ ¶ ® ¯ ˆ ‰  ” — Ï Ð ¨ © Ï Š ”—ÏЖîìª ‰”ú ”‰¬;Îßî†ïÍðñÔ。 áâꈉ‡ç”—ÏÐ Ï [16] Ô_|ªÙÑ«§ —; «?¬´ Öú Շ爉 Á@:–î ŒŽ。 ˆ‰”—ÏÐø©ùúŒ ‰”¢£•Š¡© ÉÊ。 ß 1 žŸˆ‰ûü¬;Êß îËÏ - 138 - ” Ë̖ }。 Õß 1 Ëψ‰”˜™ý 594 « ¬ ® ¯ ,, ,  10. 0 mm , ;  °  ,  0. 3 mm ,。 ,   0. 3 ~ 10. 0 mm。 。   ± ‘†,% ; d———‹Œ,mm。 F2 Table 2 GHWXYZ[\]^XYSTOP_U`a(V Mass distribution of specimens with different frag mentation degrees under different loading rates m/ g d / mm Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 159. 6 96. 7 84. 1 108. 5 46. 0 5. 0 ~ < 10. 0 5. 4 5. 6 5. 6 4. 5 3. 0 2. 0 ~ < 5. 0 2. 5 2. 6 2. 8 1. 8 1. 4 0. 5 ~ < 2. 0 1. 0 0. 9 0. 8 0. 6 0. 4 0. 3 ~ < 0. 5 0. 6 0. 5 0. 5 0. 3 0. 2 < 0. 3 3. 8 2. 7 2. 7 2. 4 1. 0 ≥10. 0            Fig. 1 '1            F3 MNGHOPQR Shape distribution of fractured rock specimen ­€ 0. 002 ~ 0. 010 mm / s , ­€ †‘‡, 3 Table 3 Specimens at different loading rates broken parti cle mass percentage statistics d / mm ‘, ‹Œ ‘。  3 1 GHWXYZ[\]^OPbc`a(L ‚­ƒ, „€ † [18]  ƒ 。 ­€„ ‡€‚  ˆ‰Š‚: ‹ŒŽ, ­€„ˆ’“‰ 0. 3、0. 5、2. 0、 OPSTU(V w/ % Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ < 0. 3 0. 88 0. 63 0. 62 0. 55 0. 24 < 0. 5 1. 02 0. 75 0. 74 0. 62 0. 29 < 2. 0 1. 25 0. 96 0. 92 0. 76 0. 38 < 5. 0 1. 82 1. 57 1. 57 1. 17 0. 72 < 10. 0 3. 07 2. 88 2. 86 2. 20 1. 43 < 100. 0 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 100. 00 µ†  ¶,     0. 002 ~ 5. 0、10. 0 mm ”, ˆ•–—˜”™“ š› 0. 3 mm 、0. 3 ~ 0. 5 mm、 0. 5 ~ 2. 0 mm、5. 0 ~ 10. 0 mm、  10. 0 mm œ žŸ¡† 。 š ƒŠ­€ “,‹¢£ 2、3。 ‰ 0. 002 mm / s Œ¤¥ 0. 010 mm / s ¦Ž‘,­€ ƒ‚, §¨­€ ƒ‹ ‘†’­©ª, ƒ‚„’­‹ ,“ 0. 3、0. 5、2. 0、5. 0、10. 0 mm ’«‰ 1 ~ 5 ¬ ”•®, ƒ ‘ˆ‰¯°†‹, 0. 010 mm / s,·œ­€˜ ‹¸™ ‘›ˆ‰´ (1) ´²³°†, º»† A、 B、E š¹œž,Ÿ•¡¼¢ 1, ½¾¿ À£Áˆ²³‡¤´ÂÃÄ¿­€˜  ‘‹。 : 0. 002 ~ 0. 010 mm / s ,­ €„ˆ ƒ‹ŒË§ ‹Œ§†‘。 ‹ŒÏ ‘ˆ ƒ°†‹¸ ™ÅÆ¥ÇÈ°†Ɇ¤¦“§Ê“‚¨ ,¨­€Ì ƒ‹Œ§ ‘ š¹©ƒ。 ¬œ­€§ ¢– 2。 ­€„‹Œ§†‘¨±—‡†, ‰²³°†‹。 w = Ad3 + Bd2 + Ed + F, ³ 27 ´ ² ´‘:w——— d ‹Œ§¨­€ (  10. 0 mm  0. 30 mm) , ,, ± ¹©ƒ。 (1) - 139 - ‘†ª© § ‘© ƒ ƒ,Í©Î” ‘¨­€Ì ‘†š Δw0. 002 ≈Δw0. 004 ≈Δw0. 006 ≈Δw0. 008 ≈Δw0. 010 。 °6 ± ²³´,•:§¯ŒŽ‘  “  -  ” „   † :     3 2    Fig. 2   Mass distribution of broken particles and data fit ting under different loading rates  :r———; N——— r   N0 (2) ™’ ’š,›œ‹‡’“ŒŽ‘  “ €š,žˆ 。 [16,19] –—,¤¥­ Ÿ¡、¢”£• –¦§˜¨©“,¦ª­–™ ²žŸ¡  ¢ , £ °³´ 。 ‡’“‘  C N = D, r D——— µ¶¤¥¦£ , ‹·¸ ‡ 2. 5 ~ 2. 7 ¹º®, † §»¼¨© ; 。  r max   r N = r max N0 ( ) , ,   (2) weibull α r - r0 α 3 Fig. 3 3 3 r = r0   α       lg( m r / m0 ) - lg d  lg( m r / m0 ) - lg d curves   ‰ 4 ‹‡ 0. 002 ~ 0. 010 mm / s ŒŽ‘¾ ¬® ¯ŒŽ‘¹ •’。   (4)  dm r ~ r α - 1 dr , dm R ~ - r α - 1 dr,  α -1 dr,  r 。  dm r = d( m0 - m R ) = - dm R ~ r :m R ——— (2)      { [ ( ) ]} ( ) , (4)     (3) 。 1 ,  (3 )       :m r ———  r ; m0 ———; r0 ———     [ ( ) ], mr =1 - 1 + m0 。  -D mr r = 1 - exp - r0 m0  [18] ª,©½« ;    “   -   ”  [19] :   r / r0 ŒŽ。 Š‹ ¦«¬®š¯©°,±›œ  C——— (7) ‰ 3 ‘Š‹‡’“ŒŽ‘   ”‰ˆ •’,–‰ 3 —,˜ˆ   2  m r / m0 - r ‡‰ˆ †,α        。  ‡ˆ(5) ~ (7)  D = 3 - α,    [18] dN ~ r - 3 dm R ,   595 ‹µ¶   (5)   dN ~ r - D - 1 dr。 (6)   ­ ­€‚ ƒ€,„‚, ƒ “  -  ” Fig. 4 - 140 - 4       Relationships between fractal dimension and load ing speed 596 ž Ÿ ¡ ½  4 , 0. 002 mm / s  0. 010 mm / s, 2. 5 ~ 2. 7  ,。  、     À  [5] [6] ,。 [7] 4 [8]  (1) ‚ º Ý 27 Þ » £½ºÀ, 2017, 45(1) : 112 - 116, 153. [4] ;,  , ­ 。 €  º –—˜, ¦²§,  , . £¤Á†¾¿°ÂÃĶ ·¨[J]. žŸ¡½ÀºÅº», 2012, 22(6): 549 - 552. º©, . £¤´¾¿À¶·¤´¾¿ª« [ J] . £¹“, 2005(4) : 62 - 64. –—˜, Ƭ, ¦²§, . Ç È‰„‡­ÃÄÂɀ ʺ[J]. žŸ¡½Àºº», 2016, 26(4): 351 - 357. –—˜, ¦²§, €‚ƒ, . „ ®¸¯°±†‡Ëà ÄÂÌ[J]. žŸ¡½ÀºÅº», 2013, 23(1): 1 - 5. –—˜, Ƭ, ¦²§, . Ç È‰„‡­ÃÄÍÎ €ÂÉÌ[ J] . žŸ¡½Àºº», 2016, 26(3) : 251 - 255, 261. [9] ƒ „ † ‡­ˆ‰€‚ Šƒ„ †‹。 (2) ‚ „‡†‡Œˆ‰Š„ ‡‹ŽŒ ‰€‘ 。 (3) ‚Ž„‡ [10] [11] ‡­ ‘’‘’, „‡“”•–—˜ ™“”。 [12] ¦²§, ± , ˆ , . ÂÏÍ΀°¾¿ÐĉŠ¤Ç Ñ«Ò²[J]. žŸ¡½Àºº», 2017, 27(1): 1 - 7. ³£. ®¸“”[ J] . ‹¹“º», 1995, 17 (1) : 18 - 23. ³£, Pariseau W G. Œ—¸[ J] . Ê ºÓ¹“º», 1993, 12(1) : 28 - 37. Ž‘’, “”´, •–. „‡€ Ž ”  ‹ Æ  [ J] . °²¤Ô, 1997, 31(3) : 50 - 55. ˜. „‡“””€[ J] . ʺÓÕ (4) ‚ 0. 002 ~ 0. 010 mm / s  [13]  µ, — š,›, ,。 [14]  µ, ³£, š›˜. œÖ„‡ (5) ‚Ž„‡,ˆ„‡€ [15] ¶±·, מŸ, ¡º. „‡¸¸Êº‰” „  2. 5 ~ 2. 7 。 „ †‰Š ­€€•,‰€;‰Š­€€œ,‰€。 [16] [17] : [1] [2] – — ˜,   . ž Ÿ ¡ ¢ £ ¤ ¥   ¦ § ¨ © ( 1994— [18] , 2005. [19] 2004) ª ™  š  › [ M ] . « ¬ ®: ž Ÿ ¡ ¯  œ  ž°,  [J]. ¦ [3] ¢£, . £±²³£¤ ´ €Ÿµ¡¶· ¸¹ºº»(¼½º), 2011, 31(3): 13 - 16. . £¤¥¨©´¾¿À¤¥[ J] . - 141 - ™, 1994, 16(2) : 16 - 17. š[ J] . ʺӹ“º», 1999, 18(5) : 503 - 506. €[ J] . °²¤Ô, 1998, 7(3) : 27 - 30. ¹Øº, ¢ . ¸»¼ ه­—š [ J] . ‹Êº, 2012, 33(11) : 3225 - 3229. ˆ £, ˆ , 2005. ¤.   Ú Û º [ M ] . ¥ •: È ¦ œ  ½§, ŒØ. ¸Ü„‡¶·[ J] . ¨ ¥¸¹ºÅº», 2003, 25(2) : 11 - 17.  µ, ³£, — ˜. ­”‰¤¾¿ [ J] . ʺӹ“º», 1994, 13(3) : 240 - 246. (   )  28  1  Vol. 28 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  1   1  , 2  ,  1  Jan. 2018 1 ,  , (1.  ,  150022; 2.  , 1  ­  112700) , ":  - 500  ,   ,  ­。  !  ,  ‚„ ‚ƒ ,ƒ„„ †‡‚ˆ‰ ƒŽˆˆ 20. 08°,  ­ƒ‰‘ˆˆ 181. 19° ’ ­€€‚ƒ Š—‹Œ‡。  †‡ƒ„„ 141. 03°,Š€ƒ„‹ŒŽ“Œ。 ‘’“‚  ­””••––——˜。 #$%: ;  ­; ; ƒŽˆ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 004 &'()*:TD311 +,-*:2095- 7262(2018)01- 0019- 06 +./01:A Influence of tectonic stress field on roadway layout Li Tao1 , Guan Changguo2 , Qin Tao1 , Jin Zhupeng1 , Sun Jiaqi1 (1. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Xiaokang Coal Mine, Tiefa Coal Industry Refco Group Ltd, Tieling 112700, China) Abstract:This paper introduces an effort to eliminate the notorious difficulty arising out of roadway maintenance, as occurs in Oulin coal mine production process. The research building on three typical in situ stress measurement points in 500, crosscut and crosscut district dip involves performing insitu stress measurements using hollow inclusion stress relief test method, and thereby optimizing the roadway layout using tectonic stress field. The results demonstrate that the mine field is marked by horizontal tectonic stress field dominated by horizontal tectonic stress and has the maximum principal stress direction in NW SE trending; there is the optimal angle of nearly 20. 08° between the roadway axis and the maximum principal stress; and the optimum azimuth of roadway layout is nearly 181. 19° or 141. 03°, allowing for a maximum reduction in the difficulty of roadway maintenance. This study may provide a reference basis for layout and design of roadways in mine fields. Key words:tectonic stress field; roadway layout; stress relief method; optimal included angle 2345: 2017 - 12 - 04 6789: €‚ƒ„ :;<=>?:  (1985 - ) ,‰,  †(2017RAQXJ067) ;‡ˆ †( E2015031) ­‡‚,,Š,ƒ„‹Œ:Ž‘’“,Email:little6511945@ 126. com。 - 142 - 20 0 ¸ Ù Á Ú ´  1. 2 ,  1. 2. 1 ,, , Ü 28 Ý Û ¥¹º,„   š ™¾Ê†Ÿ²«¬,    š 。   ™• 。   ³•¼§Œ¬¡»Ž¼§ˆ¯。 ¡ ¯。 »Ž¼§¯´ ˜µ¬¡»  Ž“•šœž¶È KX - 81 ·¡ ,, »ŽËŒ 。  、 ­€‚ƒ„ †、‡、   ¢Œ,¹Æ¬ˆº、»€‚«¼  ,  Ì、 ‚€、ν¾‚‘Ï。 ˆ‰‚ƒ„Š‹。  •¼´ Œ‡, Ž‘ €,   ,ƒ,’“ ˆ‰ †, ”•–—。 ˜™š›‚ ¡, ¦§¨©ªƒ„ ¬。 ª‚ [4] ¥ [5 - 7] œ™。 (3) ¼ÔÖȒƒŒ„¤Š‹。 Œ¬ ‡®ˆˆ¯, œžŸ­  †ƒ‰Š。  ‹ŸŒ•¥ Ž,  ˆ‰‘’£ ˆ ‰,“£  – 。 ², ™¡ —˜ ƒ©›¹ŽŒÉÊ, ×›•  Œ – ¼ Ï [ 8 - 10 ] †« ‚ • ,³ (2)  Ä Ñ Ò Ó Å Æ、  ,  ¼ Ô ª Õ Ç  œžŸ‡ €€‚¤, •¥ˆ‰€ † 1. 2. 2 εθ = °”•,”•±Œ 。 Ÿ›Œ¬¡ „ »Ž•¼§ˆ¯, © œž•ª¶¼§, Ž,”¢  ˆ‰‘ †€š„£¦’“½¤¥¦。 1  1. 1  ›  ¾,¨¸ ¸ (1) εz = (2) 4 (1 + μ) ( τ yz cos θ - τ zx sin θ) k3 , E E———Ç®§; (3) ‰€Ë²; τ xy ———yz Õ¯„ y ˆ‰Ë; σ x 、σ y ———x、y ˆ‰˜; k ¦“ØË: § 127 km, ¿¨¸©À 18 km, ¨ œ ,•¡Â: à 125°55′00″、  50°07′51″。 ™ªÄ«Å, ÆŽ®«¬«,  ,F5 ªÄ®² 500 m ”¯,F7 ªÄ¾• ® 250 m。 ª°Çȟ± 1 [ σ z - μ( σ x + σ y ) ] , E μ ———Ì͗。 œ Á 169 km。 ¶œ¸  2τ xy sin 2θ]k2 - μσz k4 }, Ë: ε θ 、ε z 、ε θz ———†‰、 , †ˆ : 1 {( σx + σy )k1 + 2(1 - μ2 )[( σy - σx )cos 2θ - E ε θz = ‹œž™•¥ À 。 [ 11 - 1 3 ] Œš„´µ©ª¶„,² ·。 ƒ  ˆ ›œž™•¥¹º,  †  - 500  •“ØË ,–—,„ ¸ , Ã Ä œ ž ° Ð 。 ¢,€­•£  †¿ÀÁ‚: (1) •     ¹ Æ Â  [1 - 3] •“, ¸²Ì´Í°­­ É,  - 143 - R21 k1 = d1 (1 - μ1 μ2 ) [1 - 2 μ1 + 2 ] + μ1 μ2 ,   s  d4 d5  2 k2 = (1 - μ1 ) d2 s + d3 + μ1 2 + 4 ,  s s  R21  k3 = d6 (1 + 2 ) ,  s  R21 μ1  k4 = ( μ2 - μ1 ) d1 (1 - 2 μ1 + 2 ) μ2 + ,  μ2 s (4) ´1 µ ,¶:ž•  : d1 = 1 / (1 - 2 μ1 + m + n(1 - m ) ) , 2 2   d2 = 12(1 - n) m (1 - m ) / ( R D) ,  4 2 d3 = [ m (4m - 3) (1 - n) + x1 + n] / D,   - 4R21 6  [ m (1 - n) + x1 + n] , d4 =  D  3R41 4  d5 = [ m (1 - n) + x1 + n] ,  D  1  ; d6 =  1 + m2 + n(1 - m2 ) (5) 2 2 2 2 21 ·œ£¤ˆ¯–— ˜žŸ¡, ¢š‹ £¤Œ­€€。 2. 2  2. 2. 1    1 # ~ 3 #  ¥‰‚¦ † 1 ‡ˆ。 D = (1 + x2 n) [ x1 + n + (1 - n) (3m2 - 6m4 + 4m6 ) ] + ( x1 - x2 n) m2 [ (1 - n) m6 + ( x1 + n) ] ; (6) n = G1 / G2 ; m = R1 / R2 ; x1 = 3 - 4 μ1 ; x2 = 3 - 4 μ2 ; G1 、G2 ——— ; R1 ———; R2 ———; s———。 2  2. 1  2. 1. 1    、   、  、   ,   ,  ,  。  1  -  Fig. 1 Ultrasonic velocitydepth curves §† 1 ¨¢©,1 、2 、3   ‰‰ 1. 25、 1. 30、1. 20 m ª Š«, ‹ ‰Œ¬ 1. 25、 1. 30、1. 20 m, ‹ ¥ŽŒ ‰¬ 0 ~ 1. 25、 0 ~ 1. 30、0 ~ 1. 20 m。 ®  „€,    ‰¬ 6 m ¯, °  ŽŽŒ,‘’  “±™,” ‚  ²,¨ ˜„™š。 2. 2. 2  ˜ž£¤¬ - 500   - 500 # # #  ’³,1 、2  3 ‹˜ž˜„ † 2 ~ 4。  ­€  ‚,ƒ„,  [ 14] , ƒ„ ˆ † ‡  - ‰,Š‹ŒŽŒ [ 8 - 10] 。  ‹‘†’: (7) v = L / t × 10 3 , :L———“ F - I ,L = 140 mm; v———,m / s; t——— ,μs。 2. 1. 2   „€,     ­ € , ‚ ” • – — ƒ  ˜ „  ™ š € [ 15] 。 › , YSZ( B) œ    - 144 - # Fig. 2 2 1#  # #  Rock mass structure at 1 measure point 22 ¤ ¥ ¦ §  2 ~ 4 , 0 ~ 1. 2 m ,1  ‚ ¡ # ,,1. 2 m  。  0 ~ 1. 0 m ,2  # Œ ,H  0 ~ 1. 2 m ,3 ,  # ,1. 2 m 。 Fig. 3 , †, β 1  。 ‡ˆ Technical Parameter of measurement point   h/ m H/ m  / ( °) β / ( °) 1# - 500  607 6 173 5 2# - 500  680 6 156 8 3# - 500  680 6 168 7 2  General table of rock mechanics parameters  σ c / MPa E / MPa μ  - 1 35. 3 12 798 0. 21  - 2 33. 6 13 420 0. 20  - 3 34. 5 11 878 0. 22 3. 2 Rock mass structure at 2 measure point  Table 1 Table 2 2 #  ¨ ‰Š‹Œ­, 2。 ,,1. 0 m 。  3 © 28 ª Œ  Ž‘,Ž‘’,“ ,­€‚  „,l Fig. 4 4 1 # ~ 3 #  - 500  , ,6 m    Fig. 5  6 m , ,  3. 1 5  Curves of stress relief process  5 ”•,   ­€。 3 ƒ„。 3 #  Rock mass structure at 3 measure point ­,  5 , ”Ž –— 、  †‚™‡šˆ,’›,‰• ’ ˜ ’ ‘。  , œžŸŠ‹。 ’ ‡™‡šˆ­¡,  [ 16 - 18] š 3. 3     - 145 - ‡ 。  Œ’­、Œ­Ž  1 # ~ 3 # ‚ƒ­ 1, „,h  ­,¢ Ž™Ž‘£­,’ 3。 £1 ¤ Table 3  3 1# 2# 3# ƒ σ n = σ V „ ’(8) , 1/ 2(σHmax + σHmin ) -1/ 2(σHmax - σHmin ) cos 2α = σV 。 Results of geostress measurement  / ( °) β / ( °) σn  σ1 28. 33 163. 22 1. 59 σ2 13. 99 85. 55 87. 55 σ3 11. 95 261. 12 3. 15 σ1 26. 75 158. 65 7. 65 σ2 13. 73 74. 88 83. 66 σ3 12. 45 248. 22 5. 35 σ1 27. 22 159. 33 1. 75 σ2 13. 43 72. 55 79. 95 σ3 11. 25 249. 35 1. 13 23 –¦§  σ H / MPa  ,¥ : (9) †Å’(9),€ α0 , σ Hmax + σ Hmin - 2 σ V 。 (10) α0 = 1 / 2arccos σ Hmax - σ Hmin ’(10) ‡,   ,  α0 # Š 0 ~ 90° ˆ。 1 Š - 500 “”, σ Hmax = 28. 33 MPa, σ Hmin = 11. 95 MPa, σ V = 13. 99 MPa。  ’ ( 10 ) •      α0 = 20. 67°, σ Hmax   163. 22°, C  183. 89° ‰ 142. 55°。 # # –Š 2  3 , Š—‹Š - 500 “ - ‘˜Œ€Ž”,   ‹ σ Hmax = 26. 99 MPa,   -    ‹  σ Hmin = 11. 85 MPa,¢     ‹  σ- V = 13. 58 MPa。   ’  : (1)  1 # ~ 3 #   28. 33、26. 75、27. 22 MPa,  13. 99、 13. 73、13. 43 MPa,     11. 95、 12. 45、 11. 25 MPa。 (2)    Æ 163. 22°、158. 65°、159. 33°,   yb—OW。 (3)     y ,  y¢ ,   ¢ 2. 02、1. 95、2. 03 ,   。 4    r  (10) • α0 = 19. 76°, σ- Hmax   158. 99°, C            178. 75° ‰ 139. 23°。 # # # –Šx‘’,1 、2  3 ŠŒ€x ™†”²“”Œš›, œž  ”y,•  – α0 ”y,— σ Hmax = 27. 66 MPa, σ Hmin = - - 11. 90 MPa, σ- V = 13. 79 MPa。 ’ (10) •  α0 = 20. 08°, σ Hmax   161. 11°, C   181. 19° ‰ 141. 03°。 ‚$ŸŽŸ σ V = 20 MPa, •Œ*+ ‘ α0 ,‚˜ 4 ™š。 - 4  Table 4   ,      ­€, «  ,‚kƒ„ 。 Ûܐ†‡>?ˆ σ n 。 ¢ σ V  1, σ n / σ V = 1 ‰Åˆ, x;Š  。 σ1 = σ Hmax ,σ2 = σ V ,σ3 = σ Hmin ,‚2 ,   , ­€†‡>? σ n / σ V = 1。  ó ‹ , ˆ         σ Hmax    σ Hmin ŒŽ‚‘: σn = 1/ 2(σHmax + σHmin ) -1/ 2(σHmax - σHmin )cos 2α, (8) ’ :α———  σ Hmin 。 [ 19 - 21 ] - 146 - α0 under maximum principal stress and minimum principal stress state σ Hmax / MPa σ Hmin / MPa α0 / ( °) 28 17 31. 48 28 15 38. 33 28 13 43. 09 28 9 49. 54 22 12 63. 43 25 12 51. 67 27 12 46. 91 30 12 41. 81 ›,¡ σ Hmax ŽŸ , µ« σ Hmin ¢  α0 ¶¸' ,㜠 σ Hmax  24 ¯ ° ± “ 。  σ Hmin ,  σ Hmax   α0 , σ Hmax  。 5  [3] [4] [5] [6] € Å 28 Æ ‚ [7] [8]  , ¡¢, € , ¡‚, [10] ¥, . ¦­§¨­© ‹Œª«[ J] . “Ž€€‚, 2011, 31(6) : 715 - 718. , . š ¬›ƒ­® Œ[ J] . ¯°±“Ž€€‚, 2017, 27(1) : 39 - 45. ƒ², €,  „. ­‡ ‚ƒŽ‘˜™« [ J] . ­€‚, 2010, 35(11) : 1809 - 1814. š†. ‡­‡ - 720 ˆ£‰ Š˜™[ D] . „Š:  ‚ƒŽ‘ ’€, 2014. [11] ƒ²,  [12] ¡´, , ‹ŒŽ. ‘‡– [13] [14] [15] [16] „, ¡ . ˆ‡–³˜™ «[ J] . š€’›€‚, 2007, 26(5) : 929 - 933. ˜™[ J] . €, 2013(11) : 3254 - 3260.  † “. ”‡—‡[ J] . ƒ², ’µ„, ¡ ¤‡’›€‚, 2009, 26(3) : 263 - 268. ¶•, – —, ¡ˆ. ‰‰·Š¸ ·˜ €‡[ J] . ’›€‚, 2011, 33(12) : 1964 - 1968. ¹‹, ‚™, ¡º . ˆ Œ—  »¼˜™[J]. ¤‡’›€‚, 2013, 30(5): 659 - 664. Xiao Y X, Lee C. Assessment of an equivalent porous medium for coupled stress and fluid flow in fractured rock[ J] . Int J Rock Mech Min Sci, 1999, 36(7) : 871 - 881. [17] ,  , , .     [J]. ­€‚, 2016, 41(5): 1078 - 1086.   ƒ, „ ,  †. ‡ˆ ‰  Š‹ŒŽ‘[ J] .  ’€€‚( “€) , 2014, 34(4) : 26 - 33. ”, •,  .  – ‰— ˜™[J]. š€’›€‚, 2010, 29(7): 1418 -1423. , . œ,   ‹ŒŽ‘˜™[ J] .  ’€€‚ ( “€) , 2012, 31(4) : 409 - 414. .  ­‡—ž Ÿ[ J] . ­ €‚, 2010, 35(5) : 717 - 722. , ¡¢, € Š˜™[J]. €‚, 2017, 17(2): 468 - 472. [9]  : [2]  Ÿ (1)                 2. 02、1. 95、2. 03 , — 。     。 (2)  σV , σ Hmax ,  σ Hmin  , α0 ,  σ Hmax 。 σ Hmin ,  σ Hmax ,   α0 , σ Hmax  。 (3) ,  27. 66 MPa,  161. 11°,   α0  20. 08°,  181. 19°  141. 03°。 [1] Ž , .  [18] ½š¾. ¦ ‰Š¿À[ J] . ­€‚, 2010, 35(6) : 891 - 895.  ‹. › œ  ‡  ˆ    —   [ D] . „Š:  ’€, 2014. [19] žŸ, ¡¡¢, ¶.  [20]  [21]  –£¤ - 147 - »¼˜™ ¦ ‰ Š¿À˜™[ J] . ­Ž‘, 2014, 33(12) : 81 - 83. , ¡‚, £. ¤§¨­Á - ¥ - ¦„ ˜™[ J] . ¯°±“Ž€€‚, 2017, 27(1) : 21 - 25. , ¡”. ˆ   ‰Š—‡ ‹Œ[ J] . ƒÃ‡Ä€€‚, 2015, 44(3) : 466 - 476. (  )  28  1           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  1    1 2  ,  , Vol. 28 No. 1 Jan. 2018  3   (1.  ,  150022; 2. ,  150022; 3. ( )  !  。 Œ, ,  100083) ":,  - 600   ,  ,    FLAC3D ­€‚ƒ„  - 600   †‡ˆ。 ‰Š‹ Ž‘’ 2. 01、2. 09、2. 08 , ’­ €—‚ƒ„ 。 “ ‡ˆ„ ”•,–‰ Š—Š‹Œ,Ž‘ Š˜™Œ’,Œ“š。 ›œ‰ŠžŸ¡”¢£•–,’ — ¤¥¦­˜ †‡ˆ„ ™§¨š¦›©ª。 #$%:; †‡ˆ; œž; ­€‚ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 003 &'()*:TD311 +,-*:2095- 7262(2018)01- 0014- 05 +./01:A Numerical simulation and properties of insitu stress field on roadway surrounding rock failure Liu Zhenwen1 , Hao Chuanbo2 , Fu Gui3 (1. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. School of Resources & Safety Engineering, China University of Mining & Technology ( Beijing) , Beijing 100083, China) Abstract: This paper is concerned with the deformation and destruction of roadway in Xinli Coal Mine during mining. The research includes selecting three typical insitu stress measurement points of 600 west five area rock haulage roadway and west four auxiliary roadway; measuring ground stress using air core inclusion ground stress measurement method; identifying the distribution law behind insitu stress field; and thereby analyzing 600 west five area rock haulage roadway in mine field using FLAC3D soft ware. Results indicate that the maximum principal stress is 2. 01,2. 09,2. 08 respectively times the verti cal stress; the stress field in the mine field is dominated by NWSE horizontal tectonic stress; the greater deformation of the two sides and floor heave is due to the influence of horizontal tectonic stress field, leav ing arch shoulder and bottom corner greatly deformed and seriously damaged. There is a basic agreement between the result and the actual situation in the field. It may provide an important reference for roadway layout and support parameter design in mine fields. Key words:ground stress; stability of surrounding rock; stress relief method; numerical simulation 2345: 2017 - 12 - 04 6789: (51674107) ; ( E2015031) :;<=>?: (1981 - ),­, €,‚ƒ„, †ƒ„,ƒ„‡ˆ:‰ Š,Email:550189003@ qq. com。 - 148 - Þ1 À 0  Œ†¡,: 15 ­‹– ••½µ ¢Ãˆ‰£Ì KX - 81 š•½ͤ¥µ ( ¦ 1) 。 ¾‡  ,ɜ¾‡¢,‰•½µ§ ,、 。    ,    。    ­€‚ƒ„ [1 - 3] ‡ˆ‰Š。  ˆ‰  † ‹ ¾¢œ,¨ª¾¢Î ,©­ ª, ­ž†«¤。 ¬Ÿ®ª¯£¾°±µÏ †Ð, ‚Å。 µ£Ñ¢ œŸ˜€²°¤, ™— ‘™š›。 , ŒŽ [4 - 5] ’“。 ”   ‘ •–‚— ˜™š– ,› ˜œ 。  ›ž [6 - 7] Ÿ˜‹– –‚—› ¡   。 ¢ˆ‰£,  ˜ ¤¥˜,   ­ ¦§,­ € †‚ƒ ,„ †,  , ‡ ,ˆ ¨ ¨© † ª,  [8 - 10] 。 Š‹« ‰ ¬®¯°± †,   ¤¥,Œ  、 、 Ž 。 ‘,‘›ž ‘œ  ¸¹,  - 600 “º¯²。 ¯°± «·¡ ° ,¯°  »,  ,    ³,。 ¼‘,”Œ«·¼ˆ‰ , ••½—¾‡, ¿• FLAC – –› ’“, ŒÀ¼ 3D  ž©Á˜ ™。  Distribution of three groups of strain flowers   ¾¢Ò³´™µ¶ӂ: (1) ¾Ò’¶·¸, ¹º Ô。 (2) ¾Ò¬®ÕÖ×»¼、 ½Ã, ¾Ø ¾ƒ«。 (3) ¾ØÀ¿ ’“。 # ‘€    ¾ ‡ ³  ¤  Ò ¨,1  ¢ ¨  ƒ¯° - 600 ¸ÀɄ­† ,2 #  3 # ¢¨ - 600 ¸ €„† 。 1. 2. 2  ¡œŸ˜†¾Øَ»¼¾Øœ ڂ¾Ò¨©³´ˆ 。  1. 1 1. 2. 1 ,   ›³,   ‹´ ž©’¶³。 µ 1 1. 2  ² — Fig. 1 1 (1) †¾Ø  ¾‡ ÂÎ‘Ä š、‚ҁÆǶȁ,›•œ° 、çÉ,£Œ †žÁ˜ÊˋŸ。 ¡œ°••½¾‡ ‚—¾‡。 ¼ •½¾‡—¼¢ —。 › É¡Ó¤Å, ™ Œª, ۃÁ¨©Ü݇œ, † Ã。 ˆÉ ‹³ Š,ÆÄŠ «›ž,„‰Å±¹ ¾ ‹«。 ‰ ,ÅÎŀ [11 - 14] « - 149 - à Æ、 †、 †Nj 。 ¡œ›È³«·¬ 1 # 、 16 ´ µ ¶ © ž  ¦ ¦ ¸ 28 ¹ · 2 # 、3 # ,   。  -  2 。 2 Fig. 2  -  Ultrasonic velocitydepth curves 4 2 #  5 3 #  1 # ~ 3 # ‡ - 600 ‹ Fig. 4 Rock mass structure at 2 measure point  2 # # 3 #   ,1 、2   1. 0、1. 1、1. 0 m ,   1. 0、1. 1、1. 0 m,   0 ~ 1. 0、0 ~ 1. 1、0 ~ 1. 0 m。 ,    6. 5 m ,  ‚ƒ„。  €, (2) † † ­,  3 ~ 5。 Fig. 5 Rock mass structure at 3 measure point ŒŽ ‹Ž‘Ž’€,      6. 5 m ,6. 5 m “”  †, —˜ 1. 3  †•–€, 。 ™š›œ­‡žŸ€˜‚ 1, ¡,h  Fig. 3 3 ‡,D ¢ƒ,H ,  £„, β „。 1 #  Rock mass structure at 1 measure point  3 ~ 5 , 0 ~ 1. 4 m €,1 ‡ †,ˆ‰,1. 4 m Š † # 。  0 ~ 1. 3 m €,2 ‡ † ,ˆ‰,1. 3 m Š †。  0 ~ 1. 4 m €,3 # ‡ †, ˆ # ‰,1. 4 m Š †。 ™š›œ¤¥˜ 、‡ Œ¦€ ˜†‡€˜,¡§—¨©¦ª—¨¦« ¬®ˆ—¯‰Š, ‹¯‡—  „†Œ° £±, ‚ 2。 ‚ 2 Ž , ‘€’Œ ± 2. 01、2. 09、2. 08 ,€— ²³ - 150 - “”†•Œ–“”†• §1 ¨ [15 - 17]  Ž,’: ž ,,  —。 E1 ®¯°­‰bSTde Parameter of geostress measurement point in Xinli   š›‚•›‚,  †„  Š, † † ‡›‚,12 740 ‡。 Ÿ¡¢ ‰ 6 Š。 ƒ Table 1 1# 17 ‘’€“”© †œž  11 160 ­€‚ ˆ mining area h/ m D / mm H/ m  / ( °) β / ( °)  800 130 6. 5 180 3  750 130 6. 5 150 7  750 130 6. 5 165 6 - 600   2# - 600   3# - 600   Table 2  1#  -600  E2 Results of geostress measurement h/ m 800  2 # -600  750 3 -600  750 2  2. 1 e±€ β / (°) 1. 96  σ1 29. 22 182. 22 σ2 14. 55 86. 76 78. 25 σ3 12. 33 276. 22 5. 68 28. 34 165. 65 6. 77 13. 55 69. 56 69. 95 11. 67 249. 44 5. 33 28. 93 166. 55 1. 45 σ2 13. 88 78. 35 85. 66 σ3 12. 33 240. 65 σ2 σ3 σ1  / (°) σn σ1  # σ/ MPa '6 Fig. 6 ­‰bSŸqr 2. 2 @A­²€ Engineering geological model qr\(³  Ÿ¡¢£•  FLAC  [1 8 - 20 ] 。  - 600     ‘ˆ‰ 7、8 Š。 3D 3. 22 #  - 600   (1    ) ,  19°,  3D  75°,  800 m。  FLAC  ­€‚ , ƒ  mo - hr „, † 20 m。 ‡ ×  × 15 m × 20 m × :ˆ, ‡  ‰ 20 MPa;Š x、 y、z  ‹,Œ x、y、z    Ž‘ ’“ 0;  ,  ƒ­ 31. 62 MPa, ” •–—“˜, € 。 ™“  Fig. 7 '7 ‹Œ(¥ Displacement distribution ˆ‰ 7 ¤‹, Œ ƒ­ —Š, ™, ¥£•¦Œ, - 151 - 18 Ï Ð ¿ ° ,,。  ,  ,   , 。 ± © © Ñ 28 Ò ª , ‹。 ŒŽ, Œ‹ ‘’,  ‹, ,  ­ “,,‚ƒ „。 ”•Ž– ’— , ­€ 、 、  ‚。 3   (1) ˜™šƒ ‹ ,€„‹†,‘’› ƒ ‹œ —  ’,†’žŸ š ¡。 (2) Œ‹‘’ , , ,   , ­  ,  ,– —。 : [1] [2] [3]  , ‡, ¢, £. ¥¦§¨[ J] . ¤©ª, 1998, 23(1) : 42 - 47. «‰. ‰‘¬¤® °©±², 2013, 41(12) : 31 - 34. , , «³ , , ’ «€ ¸©• Š‚‹¯[ J] . ¤ , £. Œ‘¬–´µ ©ª, 2017, 17(2): 468 - 471. §¨[J]. Ž‘– [4] ¤ˆ• ¶, £. · “”•‘ ¥ ¦§¨ [ J] .  ¹ © – º »© ª, 2009, 28 (9) : 1757 - 1766. [5] [6] 8 Fig. 8  [7]  Stress distribution [8]  8a  8c ,  ,   , 、 、 ,    €, 。   8b  8c ,   ,† , , ‡ˆ‰ Š,    , «³ , “, Á, . – §¨[ J] . €ÂÀà [12]   - 152 - • Ž— ˜‘ ©©ª, 2016, 45(3) : 646 - 652. Á­Ä.  ‚ƒ[ J] . ¤©ª, €Å‚, ƒ †. “ 2010, 35(6) : 891 - 896 „,  žŸ±²§¨[ J] .   ƺ  ™š› ©©ª ( œž°©) , 2012, , «Å, «ÇÈ, £. ‘“ŸÉ¡Êɇ¢  52 - 56. [11] ©©ª, 2011, 31(6) : 715 - 718. . Œ §¨[ J] . µÀ–Ž‘º»©ª, 2010, 27(2) : 143 - 148. 31(4) : 409 - 414. [10] ¼, £. ’¤–½¾ žŸ[ J] . œŽ°± , ¿, « £ ­   ,‚ƒ „。  [9]  ˈ, ‰ ­€¤Æ§¨[ J] . ¤À Ž‘, 2017, 48 (7) : Š, «¥‚. ¦É§ ¤Æɋ ©ƒ[ J] . „º»©ª, 2011, 33(12) : 1964 - 1968. ŒÌ¶, «ŽŽ, ÍÄÎ, £. ‘¸‘¨’©“”§ ¨” ¡ª†[ J] . €ÂÀÃ, 2016, 25(6) : 95 - 99. (  35 ) „1 £ [2] †‡,: [ J] . , 2005, 34(3) : 358 - 362. [5] crowave drying of Chinese and;indonesian lowrank coals[ J] . Fuel [6] , . [ J] .  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(  - 153 - )  28  1  Vol. 28 No. 1          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018  1   26B  1 ,2  1,2 ,  ,  2  Jan. 2018 3 ,  , (1.   ­€‚ƒ„ 2  , 1,2  †‡ˆ‰Š, ‹ŒŽ 150022; 2.  ‘’“”, ‹ŒŽ 150022; 3.  •, ‹ŒŽ 150022) ! ": ,  BQ  ­€‚ƒ„  †‡ˆ‰‡Š 26B ‹ ŒŽ‘’。 “”•–—˜™š›œ、žŸ¡™š¢£、¤ ¥¦§¨©¢£ª«¬®¯¢£°±­€‚ƒ„ ,²³´ BQ µ ¶·¸ŒŽ 。 ¹º»¼½¶·¾† ŒŽ¿À‘’¶·。 ÁÂÃÄ,ÅÆŒŽ ¾Ç¸È ÉÊ ⅡË;BQ ¸³Ì ⅠË,­€‚ƒ„ ¸³Ì ⅡË。 ¼½¶·Íθ³Ì ⅠË。 ÈÏÐÑ 26B ‹ ÒÓÔÕ€Ö ×Ø。 #$%: ; ŒŽ; BQ; ­€‚ƒ„ ; ¼½¶· doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 01. 001 &'()*:TD322. 4 +,-*:2095- 7262(2018)01- 0001- 06 +./01:A Comprehensive classification of roof rock mass quality of Hongtai 26B layer roadway Xiao Fukun1, 2 , Hou Zhiyuan1, 2 , Hu Gang2 , Liu Baoliang3 , Chen Gang2 , Fan Huiqiang1,2 (1. Heilongjiang Ground Pressure & Gas Control in Deep Mining Key Lab, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 3. Department of Scientific Affairs, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper describes the evaluation of the stability of top rock mass in the recovery roadway by classifying the quality of rock mass of 26B mining roadway of Baotailong Hongtai Mine using engineering rock mass BQ classification method and rock mass physical mechanics parameter method respectively. The evalua tion process involves firstly obtaining the physical and mechanical parameters of the rock mass by the onsite acoustic wave test, the indoor ultrasonic experiment, the uniaxial compression test of saturated rock sample, and the variable angle shear test and thereby determining mass classification of rock mass based on the BQ value and the comprehensive evaluation method, and then performing the comprehensive evaluation of the rock mass quality level of roadway roof using the fuzzy comprehensive evaluation method. The results demonstrate that the two classification methods determine the direct roof of the roadway as II class surrounding rock, but differ in that the basic roof is defined as type I by BQ classification method and as type II surrounding rock by rock mass physical mechanics parameter method; and fuzzy comprehensive evaluation ends by the classifica tion of the basic roof as type I surrounding rock. The study may provide a theoretical basis for the supporting of 26B mining roadway. Key words:tunnel roof; rock mass quality; BQ; physical and mechanical parameters of rock mass; fuzzy comprehensive evaluation 2345: 2017 - 11 - 22 6789: –—˜™š›†‡œž(12541z009) :;<=>?: Ÿ¡¢(1971 - ) ,£,¤¥¦§¨,–©,ª«,š›¬®:¯°€ - 154 - ­,Email:xiao_fukun@ 163. com。 2 ' & % $ 0   ,  ,  [1] 、 ­€‚ƒ„ †‡ 。 ˆ‰ Š、‹ŒŽ‘ƒ„ ,’“”• –—˜。 ™š›œžŸ¡¢£¤–—˜, ¥‹„ ‚„,¦‹§¨©‚¨©。 ª ˆ«¬–—˜‚®¯°–—˜±²–。 «¬ –—˜³´µ¶·–、RQD –˜、Q ¸¬– ˜、GB / T 50218—2014《 ¹º»》 ¼,®¯° –˜³´½¾¿œ˜、ÀÁ–˜、Ãϑ [2] ˜、ÅÆǖ˜¼ 。 Èɗ˜ÃÊËÌÍÎÏРтҚÓÔ,Õ¯Ö»×ׄƒ„ 。 ØÙ–,œžÚÛ¢²ÜÝÞ。 ßà [3] á¼ Êœˆâãäå²æ·„  –,ç”è§éº‚¤éºŽê。 ëìí [4] ¼ î• RMR ‚ Q –¸,ïðñò [5] óôäå–ÜÝ。 õö÷¼ øù ¢úûüýŠþ–éº RMR ÿ~, [6] }|Єûüýïäå–。 {Ì[¼ ÜÝ¢û \ ]^_ظ。  [7] ¼ ï˜×„¨©ï ,ç •ƒ„ ¹ó。 ` ,‹Ø –Üݲ@”•§’ —˜,Ì  ‚œ ž äå–ÜÝ。 ?>?=< 26B ;:” ­Ê ˆ­, â/ˆ€Å ,/ˆ ‚,ò.ˆÅƒ Ɲ ,„ †,‡ƒ„ ˆ。 ‰Š· –—˜‹¯ŒˆŽ ­/.。 2014 ‘ GB / T 50218—2014《 ¹º»》,”• BQ ’ ‚”• äå–[ 8 ] 。 ––˜—˜™š,œ ,›š + ² œ œ " 28 ! # ,œœ¿–˜¦—˜™ 。 ˆž, Ÿž”• BQ –˜]š,œœ¿–˜ ¡Ž‘,¢}|½¾£Ž‘˜×„ –,¤ˆ>?=< 26B ;:” ­/.¥¦ Ÿ§,¨©ª。 1  1. 1  BQ  1. 1. 1  –éº鍏 ­·ƒ„ ­Õ¨©, ï·äå–«–麬®¯‹°ù 、ö× 、 ±²è ‚£ 。 ³ó´ª„ ] „ µ (Sm )、“‡ ¸¿(Kv ) ‚â(BQ) ¼ _+*麸( ¶ 1),·¸¹–¹º»×„: ” ­/.¹。 ÈÉ麥‹„,¦‹ „ ,ºÙÍœ¿²è。 ØÙ·¹»ÕÞ¼ô½)¾ö: (1) :” ­·¹ £ ·”•“‡  、^_ 、 ­¿ÀÁÎ · H©,ç Ķ 1 óŠ„。 (2) ·“‡ 麕·“‡ ¸¿ K v ¶ Å,Æ v 2 Kv = mp , (1) vrp ~ó:vmp ———úûüý˜ÍÓвèóÇ ýÈý«ÉŠ ,m / s; vrp ———ÓÔÒ}|º»ÑʱËïв èÌóÇ ýÈý«ÉŠ ,m / s。 (3) âéºú¹¨©“‡ éº Kv ‚Ì͂§ÎÏ(„ σcw ’·~(2) ÿׄ: BQ = 90 + 3σcw + 250Kv 。 (2) Ð σcw > 90Kv + 30 «, σcw = 90Kv + 30 Ñ~ (2),ÿ BQ ’;Ð Kv > 0. 04σcw + 0. 4 «, Kv = 0. 04σcw + 0. 4 Ñ~(2),ÿ BQ ’。 ( )  1  Table 1 Technology index system of surrounding rock classification of mining roadway – ƒ„ ”• ]“‡ BQ Sm Kv σcw / MPa ≥550 >4 0. 75 ~ < 1. 00 120 ~ < 200 Ⅰ ƒ„ “‡”•、”• Ⅱ ƒ„ ˆ “‡”•,“‡”• 450 ~ <550 >4 0. 45 ~ <0. 75 60 ~ < 120 Ⅲ 󼃄 “‡ÒÓ,Ì”•,“‡ÒÓ 350 ~ <450 >2 0. 30 ~ <0. 45 30 ~ < 60 Ⅳ ƒ„ Ô ÌÒÓ ~ ÕÒÓ,Ö×”• 250 ~ <350 >2 0. 20 ~ <0. 30 15 ~ <30 Ⅴ ‹ƒ„ Ö×ÒÓ、ÕÒÓ,ØÙ^_ <0. 20 < 15 - 155 - <250 ¾¿À,š: 26B  ¼1 ½ 1. 1. 2  , 。 ,  。   26B  。   ­€,  ‚ BA - II  ƒ „, † ­ ‡,‡ˆ 15 ~ 20 m, ‡­€,ˆ 5. 8 m。 ‰ 26B  Š‚ˆ‹Œ,Ž‘’ “,‡ ƒ, 26B     1. 1. 3  †‡—‡ˆ‰Š˜,‹ŒŽŽ ™š‘‘’›œž,“”Ÿ•Š– —˜,¡¢Š“Ž’›£¤„—˜,€‰ ™š‰¥ Š¤¦§‚。 ›˜¨ Sonic Viewer - SX œž„ ©,Ÿ ¡ª¢£¤¥ 2 000 Hz,¦¤¥ 500 Hz, §¢£ ˆ 1 Hz。 ˆ£¨©–ª‡–ª«œž–¬™ «®,§¬¯‡°±²®³。  ‹ ™ •–¯® ´ 2 €‚。 ­ 1 €‚。 ”­ 1 •–„ 1 630 m / s,‹ „ ˆ 3 420 m / s。 3 ¥‚Á E 2 6Z[\]^[B_VWXXY Table 2 Ultrasonic velocity of main roof and immediate roof rock sample ˆ v / m·s - 1 P S 1# 3 874 2 102 2# 3 774 1 942 3# 3 853 1 968 4# 2 428 1 657 5# 2 242 1 917 6# 2 383 1 687 § ‹  •– P „ 3 834 2 351 ”´ 2 ƒ, ‹  § P  3 774 ~ 3 874 m / s° ,„ ˆ 3 834 m / s;•– § P  2 242 ~ 2 428 m / s ° ,„ ˆ 2 351 m / s。 1. 1. 4  µŠ¶·±²³¸,¹º»¼½¾¿À ½¾, §ÁÂý™ÄÅ,Æ´µ¶·¸。 Š ˆ•Ç 50 mm ÈÉ¥,ÊÇˈ 2∶ 1。 ¹ƒºµ¿‰ 0. 5 ~ 1. 0 MPa Ì͕ΊÏÐ。 ·¸€Ñ Ò§»、Ó˚ԓµ¶‘‘ ´ 3 €‚。 E 3 6Z[\]^[B_`abcde Table 3 Mechanical parameters of basic rock and immediate roof F / kN σ cw / MPa E / GPa μ 1# 236. 39 117. 65 21. 23 0. 195 2# 297. 33 148. 52 21. 40 0. 102 3# 294. 68 147. 02 24. 18 0. 160 4# 190. 62 95. 03 11. 23 0. 172 5# 186. 47 93. 66 11. 02 0. 221 6# 235. 65 116. 58 11. 04 0. 195 § ‹ Fig. 1  ' 1 OPQRSTUVWXXY Ultrasonic wave velocity of monitoring points in different sections - 156 - •– 4 ¼ ½ ¾ ¿ 1. 1. 5   2  3 ,   101. 76 、 137. 73 MPa。  、    1 630 、3 420 m / s。 、  P  3 834、2 351 m / s。  , 26B    450 m。 (1)  : 1630 2 K vz = = 0. 480 7, 2351 3 420 2 K vj = = 0. 795 7。 3 834 (2)  BQ z = 90 + 3 × 101. 76 + 250 × 0. 480 7 = 515. 455。 ( ( ) )  σ cw > 90K v + 30 , σ cw = 90K v + 30,  σ cw = 101. 613,(2) Table 4 ƒ Ⅰ 4 ­  ,  , ‚ BQ  € ƒ„ “Ⅱƒ ,”’• “Ⅰƒ ,”’ 1. 2 1. 2. 1 。    –•—˜™ šƒ€。 ›”’•œž‚Ÿ¡ •¤ƒ¥¦。 §¨ „ ­ ©,  ’ ›、 † ( ­‡ˆ‰Šª ) «œž—‹ •¬ š  Œ Ž ‘ « ¢ £ œ ž。  ƒ ž ® ’  4 “”。 μ 60 ~ < 69 ≥2. 1 33. 0 ~ < 40. 0 < 0. 20 50 ~ < 60 1. 5 ~ < 2. 1 20. 0 ~ < 33. 0 0. 20 ~ < 0. 25 6. 0 ~ < 20. 0 0. 25 ~ < 0. 30 Ⅳ 22. 5 ~ < 24. 5 27 ~ < 39 0. 2 ~ < 0. 7 1. 3 ~ < 6. 0 0. 30 ~ < 0. 35 Ⅴ < 22. 5 < 27 < 0. 2 < 1. 3 ≥0. 35 ¦•§¨‰ †š›¦© ², «¶­‡ˆ‰Šª。 © 55 5 50. 15 50. 06  h ÁÂ,Šª。 §¨Ã‰Ä,¶ ­‡ˆ‰。 §¨ †‰ ©’ 5 “”。   52. 72 52. 73 τ / MPa 2 643. 91 130. 16 35. 23 34. 67 2 639. 66 110. 14 24. 06 2 623. 82 110. 99 30. 28 2 616. 24 43. 38 2 617. 57 55 50. 22 52. 59 2 641. 07 50. 11 †»¼¾º ¼ τ = c + σtan φ 。 §¨¼•¿, ™»¼» y À σ / MPa 52. 32 65 º·ª² Šª c。 ˜™©, ½ F / kN 50. 03 49. 75 †‰¹¦“  σ、 τ ²¸¹»¼, «¶­‡ˆ‰ φ S / mm2 65 45 ¸¦š›。  45°、55°、65° Shear strength of main roof and immediate roof ¦ / mm R ­ ›¢£ 0. 7 ~ < 1. 5 α / ( °) †‡ˆ ; 39 ~ < 50 ©  ‰ 26B Š‹ŒŽƒ, ‘’ 24. 5 ~ < 26. 5 45   Ⅲ Table 5  BQj =90 +3 ×101. 613 +250 ×0. 7957 =593. 764。 E / GPa ¦¬ 50 mm、 ®¬‘ 1 ∶ 1 ¯°。 ±² ¢‰ ³´‰,—µ¶ 0. 5 ~ 1. 0 MPa  ·– ›  28 à Á c / MPa Ÿ¡± †²¢ˆ ( )  †, £³ ˆ( ) •´Ÿ¤µ。 ¥‚ ª²  φ / ( °) γ / kN·m - 3  ˆ( ) • †–—¯‚˜™š›œ“°ž †   1. 2. 2 ¢‰ ± Classification index of mechanical parameters of rock mass ≥26. 5 Ⅱ À 52. 74 52. 31 - 157 - 56. 98 82. 89 34. 02 9. 30 19. 74 18. 09 25. 59 7. 08 29. 80 15. 03 φ / ( °) c / MPa 28. 41 22. 72 28. 40 15. 61 ›  ÃÄÅ,§:ÆÇ 26B œÈ º1  1. 2. 3  ,  ,, 6 。 Table 6  6  Mechanics parameters of rock of coal seam  c / MPa φ / ( °) E / GPa μ γ / kN·m - 3  22. 72 28. 41 22. 27 0. 152 27. 5 15. 61 28. 40 11. 10 0. 196 26. 8 } :U———£ ¥¦; Table 7 Š 7 σ cw 160. 0 Ⅲ 45. 0 Ⅳ Ⅴ u i ———¢¥ ; V———£ §‚; v j ———¢§‚。 2. 1. 2   ui (i = 1 , 2 , …, m) Rm × n † U £ §‚ v j  «„¬¥¦£, †¥¦ u i •  μ ij ®, , μ ij ¯°š : x -a 2 , (4) μ ( x ) = exp - b xu - xd , (5) b = 1. 665 ª :x———¥¦ “±; a———¥¦•²› œ“; xu 、 xd ———•²‚• ƒ² 、 ³。 2. 1. 3 ž´Ÿ¡¢¢µ‹•Š–—˜™‰  ,– ¶·¸£¹—¥¦ U ¢ £¥¦ ž W i , ª„ C i / C oi , i = 1,2, …,m , (6) Wi = n ∑ C i / C oi )] :C i ———º i »µ‹ “±; Coi ———º i »µ‹¢‚•µ‹‹Œ œ“。 2. 1. 4   ¡¢ B  ª„ B = W  R, (7)  ,B = { b1 ,b2 ,…,b n } , b j ¢‘ •²¢§‚ v j 。 ¤¼½,  b j 0 = max{ b j : 1 ≤ j ≤ m} , §‚ v j 0 ¥´¤ ¢•² §‚。 2. 2   ¢¥¦†‡ˆ‰¾ƒ¥¦ ¥¦,¦§¨¬©ª¿«、 ¬®À、  、—¥¦, ¯¥¦ U = { ¬©ª ¿«,¬®À, ,  } , £§ ‚ V = {A (Ⅰ),B (Ⅱ),C(Ⅲ),D(Ⅳ),E(Ⅴ) }, ¢£¥¦›°ª (7) ÁŽ­€š  a、b , 7 。 ª   Parameters of membership function of rock mass evaluation factors Ⅰ Ⅱ 5 Šƒ i =1  †‡ˆ‰Š‹Œ ( BQ) Ž‘’“ „”,†‡ˆ‰ ƒ•– — ˜™,ŽŠ€—š。 Š ›ˆ ƒ,  †‡œ‹ŒŽ, Ž ‘Š’ž。 Ÿ­• —“„Ⅱ, ” • „ⅠⅡ,Ž• Š —。 – ¡¢­•  ‚。 2. 1  2. 1. 1  ˆ‰£¤†‡ m —¥¦ n —§ ‚¨©¡£˜™: U = { u1 ,u2 ,…,u m } , (3) V = { v1 ,v2 ,…,v n } , ª  [ (  4  6    ,  Ⅰ Ⅱ,Ⅳ, Ⅱ,Ⅰ,Ⅰ 。  ­, € 0. 2  , €‚ 1  ,  ­€ 2. 0 。 ‚ ƒ„Ⅱ。 ƒ„­, ­€ 2. 2 , ƒ „Ⅱ。 2 ÉÊ 90. 0 22. 5 7. 5 Kv 0. 875 0. 600 a E 36. 50 26. 50 0. 375 13. 00 0. 100 0. 65 0. 250 3. 65 φ 64. 5 55. 0 σ cw 48. 05 36. 00 44. 5 18. 00 13. 5 9. 01 33. 0 - 158 - 9. 01 Kv 0. 15 0. 18 0. 09 0. 06 0. 12 b E 4. 21 7. 81 8. 41 2. 82 0. 78 φ 5. 41 6. 01 6. 61 7. 21 16. 22 6 Ã Ä Å › (4)  7  a、b  ui  vj  μij , R4 × 5 , 0 0  0. 807 0. 172 0   0. 756 0. 307 0  0 0 R4 × 5 =  。 0 0. 795 0. 260 0 0   0 0 0. 001 0. 667 0. 430  (6)  , W = (0. 352,0. 301,0. 235,0. 112) ,    B = W  R4 × 5 = (0. 511,0. 340,0. 061,0. 075,0. 048) ,  ‘ Æ 28 Ç ª ’€ 26B ‚ƒ„ †‡ˆ‰Š‹Ⅱ, Ⅰ 。 “”‹ 2B ‚ƒ„ [2] – Œ,  , — ž. ‰Š (6) : 91. ¡¢£, ¤ , ( S2) : 3205 - 3214. [4] [6] (1)  GB / T 50218—2014《  》 , ­ € 26B ‚ƒ„ †‡ˆ‰ Š‹Ⅱ,‰Š‹Ⅰ。 (2) ŒŽ‘’, € 26B ‚ƒ „ †‡ˆ‰Š‹Ⅱ, ‰ Š‹Ⅱ。 • [7] [8] - 159 - .  ™š›‘œ, 2010, 31(5) : 91 - 95. ¥ §¨©  † : [1] [5]  ‘ (3) [3]                 Ⅰ  。 3 Ÿ 。 ˜’[ J] . ˜’[ J] .  ›Ÿ, 2012 , . ¦‰œ‰Š [ J] . §Ž‘œ‘ª, 2013, 32 –«¬, ®, . ˜’ ¯°± ¨©[ J] . Ž‘, 2007, 28(11) : 2480 - 2484. —¤², . ³´µ §Ž‘œ‘ª, 2000, 19(1) : 89 - 92. ·¸¹, , .  ¶[ J] .  œ ³º» ¼½“”[ J] . Ž‘, 2005, 26(8) : 1278 - 1282. , —¤, ¤.  ’ [ J] . §Ž‘œ‘ª, 2006, 25(5) : 1049 - 1055. ¾¬¿žÀ. GB / T 50218—2014  [ S] . ­€: ¿Á‚ƒ„, 2014. (  ) 第 28 卷 第2 期 黑 龙 江 科 技 大 学 学 报 Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2018 年 3 月 Vol. 28 No. 2 Mar. 2018 工作面顶板弧三角形悬板结构的 形成机理与控制技术 陈永斌1 , 袁 超2 (1. 淮南矿业集团 顾桥矿, 安徽 淮南 232131; 2. 湖南科技大学 资源环境与安全工程学院, 湖南 湘潭 411201) 摘 要:为获得非固支或简支状态下采场基本顶的变形及断裂结构形态,建立两临边固支、两 临边自由的弹性薄板力学模型,推导挠度解析式,并分析基本顶上下板面应力分布特征、断裂线发 展轨迹及弧三角形悬板结构的形成机理。 结合顾桥矿 1125(1) 工作面现场情况,提出预应力桁架 锚索为主、锚杆 + 钢筋网等支护为辅的综合控制技术。 结果表明,两临边固支、两临边自由采场工 作面上端头实体煤侧边界处的断裂线呈弧形分布,形成上弧三角形悬板结构,在该结构的掩护下, 工作面上端头顶板易形成下弧三角形悬板结构。 应用新控制技术,1125 (1) 工作面上端头区域顶 板形成的下弧三角形悬板结构可为人员及机械设备提供所需的安全空间。 关键词:巷道压力; 工作面上端头; 弧三角形悬板; 形成机理; 控制技术 doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2018. 02. 004 中图分类号:TD325 文章编号:2095- 7262(2018)02- 0142- 06 文献标志码:A Formation mechanism and control technology of arc triangle hanging plate with curve side structure of coal mining face roof Chen Yongbin1 , Yuan Chao2 (1. Guqiao Coal Mine, Huainan Mining Group, Huainan 232131, China; 2. School of Resource Environment & Safety Engineering, Hunan University of Science & Technology, Xiangtan 411201, China) Abstract: This paper is driven by the need for a deeper insight into the deformation and fracture morphology of the basic roof with non support or simple support. The research involves creating a me chanical model of elastic thin plate with two edges clamped and two limb free edges, deducing the analyt ic formula for deflection of the model, and analyzing the stress distribution characteristics of the basic top and lower plate surface and fracture mechanism line trajectory and the formation mechanism of arc triangle hanging plate with curve side structure; combined with the site conditions of the 1125(1) working face of Guqiao mine, developing the comprehensive control technology using truss and anchor rope as main body and bolt and steel mesh as a subsidiary part. The results show that the fracture line occurs with arc shaped distribution at the side boundary of the upper end coal body of the two edges clamped and two limb free edgesnamely an occurrence of an upper arc triangle hanging plate with curve side structure in such a way that a lower arc triangular suspension structure is more likely to take shape on the upper end roof of the working face. It follows that the lower arc triangle suspension structure benefiting from the ap plication of the new control technology on the top end area of 1125(1) working face could provide the re quired safety space for personnel and mechanical equipment. Key words: tunnel pressure; face end; suspended triangle roof plate with curve side; formation mechanism; control technology 收稿日期: 2017 - 12 - 12 基金项目: 煤矿安全开采技术湖南省重点试验室开发基金项目(201401) 第一作者简介: 陈永斌(1968 - ) ,男,安徽省淮南人,工程师,研究方向:巷道围岩控制,Email:yuanchaozhl@ 126. com。 - 160 - 第2 期 0 引 陈永斌,等:工作面顶板弧三角形悬板结构的形成机理与控制技术 143 言 煤矿地下开采过程中,回采工作面上端头区域 是顶板事故的多发地,工作人员和机械设备受采场 顶板变形甚至垮落的威胁,采场基本顶的变形及断 裂结构形态对巷道围岩变形控制至关重要[1 - 2] 。 目 前,国内外科研工作者在采场顶板岩层断裂规律研 究方面取得了大量研究成果。 窦林名等 [3] 根据采 煤工作面边界条件的不同,将工作面在开采过程中 的顶板断裂结构分为单一 工 作 面 的 “ O - X” 形 结 构、双工作面的“ F” 形结构、孤岛工作面的“ T” 形结 构三种基本类型。 王新丰等[4] 也通过弹性薄板理 论建立了五种不同边界支撑条件的矩形顶板力学模 型,获得了变长工作面采场顶板均形成“ O - X” 形 破断的结论。 秦广鹏等 [5] 以某矿为工程背景,建立 Fig. 1 两临边固支、一边简支、一边自由的矩形弹性力学薄 板模型,获得了顶板硬厚岩层破断步距计算公式。 柳小波等 [6] 认为四边固支条件下的矩形弹性薄板 在上部均布荷载作用下的高应力主要出现在板的中 部与长边中部部位。 图1 1. 2 1. 2. 1 工作面顶板力学模型 Mechanical model of coal mining face roof 挠度解析式 基本假定 工作面基本顶断裂力学机理分析是基于弹性力 学的薄板小挠度弯曲理论,因此,文中需要作以下三 现有关于固支和简支边界条件下的采场基本顶 个方面假定: 岩层断裂研究较多,但在煤矿开采过程中,部分基本 顶并非处于固支或简支状态。 为此,笔者建立了两 临边固支、两临边自由边界条件下的弹性薄板力学 (1) 变形前垂直于薄板中面的直线,变形后仍 为垂直于中面的直线,且长度保持不变。 (2) 薄板应力分量 τ zx 、 τ zy 和 σ z 远小于其余三个 模型,分析采场基本顶岩层断裂演化规律与断裂结 应力分量 σ x 、 σ y 和 τ xy ,因此,它们引起的变形可以 构特点,并探讨工作面上端头弧三角形悬板结构的 忽略不计。 (3) 薄板中面内的各点均没有平行于中面的位 形成机理,以期为类似工程提供理论依据。 1 力学模型与断裂判据 1. 1 力学模型 移,即( u) z = 0 = 0,( v) z = 0 = 0。 1. 2. 2 解析式推导 随着工作面的不断推进,采空区基本顶岩层悬 露面积不断增大,基本顶岩层内部在自重及上部岩 如果直接顶冒落后不能充满采空区,而基本顶 厚度或强度较小,周期来压前可视为处于两临边固 支、两临边自由的状态。 根据弹性力学理论关于矩 形弹性薄板两临边固支、两临边自由的分析,假定工 作面基本顶的前方和下区段煤体方向两临边为固支 边、采空区另外两临边基本顶为自由边的矩形等厚 弹性薄板,如图 1 所示。 其中,OC 与 BC 边为固支 层荷载作用下产生弯矩和扭矩。 采空区基本顶岩层 断裂之前,岩层内部的弯矩和扭矩在顶板微小弯曲 变形所做的功以弯曲变形能的形式储存在顶板岩层 内。 假定弹性薄板在受力过程中始终保持平衡,没 有动能改变,而且弹性薄板的非机械能也没有变化, 根据弹性力学理论的变分法最小势能原理,弹性薄 板的总势能 E p 可表示为 边,OA 与 AB 边为自由边,x 为工作面推进方向,y 为 工作面长度方向,z 为垂直采场顶板方向,a 为基本 顶沿工作面推进方向悬露长度,b 为基本顶沿工作 Ep = ) - 2 ( 1 - μ) ·  { {( [ xw × yw - ( xyw ) ] } - qw }dxdy, 2 1 I 2 2 w w 2 + 2 x y 2 2 2 2 2 2 2 (1) 面长度方向悬露长度,d1 为基本顶厚度。 - 161 - 144 黑 龙 江 科 式中:I———弹性薄板抗弯曲刚度, N·m; 技 大 (4) 件下,采空区基本顶岩层在均布荷载作用下的边界 ( wx ) x=a w Ed  w = 2 +μ 2 2 x 1 - μ y BEd 2 4 4 3 2 2 - 2 [ μy ( y - b ) ( 30x - 40ax + 12a x ) + 1 -μ = 0; (2) 在 BC( x = a) 的固支边界上存在 ( w) x = a = 0, [ = 0; τ xy = - 2 2 w w + μ 2 = 0, 2 x y x = 0 ) - 3 3 w w + 2 - ( ) μ = 0; 3 2 x y x x = 0 1. 3 ( yw + μ xw ) = 0, 2 2 y=b [ yw + ( 2 - μ ) x wy ] 3 3 3 2 y=b 性力学理论,A 点的集中力 F ( a,b) = 0,即 (6) 断裂判据 将式 (4) ~ (6) 代入主应力求解计算式,可以 ) 大多采用广义简支边薄板与叠加原理方法 [ 7 - 9 ] ,但 此种求解计算方法不仅较为复杂,而且所求的结果 为近似解。 根据文中矩形等厚弹性薄板模型,基本 未知函数的挠度表达式为 (2) 弹性薄板挠度表达式 (2 ) 均满足边界条 件。 将 式 (2) 代入式(1) ,并令E p / B = 0,可得 ) + ( τ ) ,i = 1,3。 xy 2 (7) 考虑到基本顶岩石材料的特性,抗拉强度远小 裂 [11] 。 故基本顶岩层断裂判据为 max { σ1 ,σ3 }≥σ t , 式中:σ t ———基本顶岩体抗拉强度极限,MPa。 (8) 令 f( x,y) = max{ σ1 , σ3 } / σ t ,可利用拉应力比 例函数 f( x,y) 判断基本顶发生断裂的坐标点( x i , y j ) 。 f( x i ,y j ) > 1 时,基本顶在点( x i ,y j ) 处发生断 裂;f( x i ,y j ) = 1 时,点( x i ,y j ) 处于断裂临界状态; f( x i ,y j ) < 1 时,基本顶在点( x i ,y j ) 处不会断裂。 在此定 义 a = λb, 采 用 塑 性 极 限 法, 结 合 式 6 243 237q 。 3 528Ia b ( 693a4 + 325a2 b2 + 693b4 ) (4) ~ (7)与弹性薄板理论可求得固支长边、固支短 2 2 (3) 边及弹性薄板非边界的应力极值。 (1) 当 x = λb,y = b / 3 时,弹性薄板固支长边应 将式(3) 代入式(2) ,得两临边固支、两临边自由条 力极值为 件下的弹性薄板挠度表达式: 6 243 237qx4 y3 ( x - a ) 3 ( y - b ) 3 。 w= 3 528Ia2 b2 ( 693a4 + 325a2 b2 + 693b4 ) 槡( 2 或 超 过 岩 体 抗 拉 强 度 值, 基 本 顶 则 发 生 拉 伸 断 目前,求解涉及自由边界条件的弹性薄板挠度, w = Bx4 y2 ( x - a ) 2 ( y - b ) 4 。 σx - σy 2 于抗压强度,根据最大拉应力理论,如果拉应力达到 w F ( a,b) = - 2I ( 1 - μ ) = 0。 y x B= BEd ( 6x5 - 10ax4 + 4a2 x3 ) × 1 +μ σx + σy ± σi = 2 = 0。 点并没有支柱等对弹性薄板施加集中荷载,根据弹 ( Ed  w = 1 + μ x y 得到矩形薄板任意一点的主应力表达式,即 由图 1 可知,A 点是自由边 OA 和 AB 的交点,A 2 (5) 2 式中:d———厚度,m。 (4) 在 AB( y = b) 的自由边界上存在 2 ) ( 6y5 - 20by4 + 24b2 y3 - 12b3 y2 + 2b4 y ) , ] 2 2 x4 ( x - a ) 2 × ( 30y4 -80by3 +72b2 y2 -24b3 y +2b4 ) ], (3) 在 OA( x = 0) 的自由边界上存在 ( 2 ( σy = - (1) 在 OC( y = 0) 的固支边界上存在 ) 2b4 ) ] , 根据弹性薄板理论,两临边固支、两临边自由条 y =0 ( 4 2 4 3 2 2 3 μx ( x - a ) × ( 30y - 80by + 72b y - 24b y + 载,均匀分布,N。 条件应满足: 第 28 卷 报 2 2 w Ed  w + = μ 2 2 y 1 - μ 2 x BEd 2 - [ y ( y - b ) 4 ( 30x4 - 40ax3 + 12a2 x2 ) + 1 - μ2 μ———基本顶岩层泊松比; q———单位面积内上部岩层传递给基本顶的荷 ( wy ) 学 σx = - w———弹性薄板的扰度; ( w) y = 0 = 0, 学 σ lmax = - 据弹性力学挠度与应力之间的关系 [ 10 ] , 可求 25 168 λ2 b2 γHd , 27d31 ( 693 λ4 + 325 λ2 + 693 ) 式中:λ ———基本顶悬跨系数; 得弹性薄板弯矩、应力,分别为: - 162 - γ———基本顶岩层的容重,N / m ; 3 (9) 第2 期 陈永斌,等:工作面顶板弧三角形悬板结构的形成机理与控制技术 H———矿井的开采深度,m。 (2) 当 x = 2 λ b / 3,y = 0 时,弹性薄板固支短边 应力极值为 σ smax = - 25 168 λ4 b2 γHd 。 27d31 ( 693 λ4 + 325 λ2 + 693 ) 145 抗拉强度 σ t 为 9. 85 MPa,泊松比 μ 为 0. 25,属于中 等冒落性的顶板;上部岩层传递给基本顶的荷载约 为 10 6 Pa。 根据上述理论计算基本顶上下板面各点 的应力值,并利用 MATLAB 软件绘制基本顶上下板 面应力比例函数 f( x,y) 等值线,如图 2 所示,其中, (10) (3) 当 x = 2 λb / 3,y = b / 3 时,弹性薄板非边界 l x 为走向长度,l y 为倾向长度。 应力极值为 σbmax = 201 344λ2 b2 γHd ( λ2 μ + 1 ) 。 729d31 ( 693λ4 + 325λ2 + 693 ) (11) 由于岩体泊松比 μ < 0. 5,基本顶悬跨系数 λ < 1,因此,存在 | σ lmax | > | σ smax | 。 比较式(9) 与(11) 可以发现, σ lmax 42 471 >1 = 12 584 ( λ2 μ + 1 ) σ bmax 恒成立。 比较式(10) 与(11) 可以发现, σ bmax 12 584 ( λ2 μ + 1 ) = 42 471 λ2 σ smax 恒成立。 显然, | σ bmax | 与 | σ smax | 的大小均与基本顶岩体 泊松比 μ、基本顶悬跨系数 λ 密切相关。 综上分析,两临边固支、两临边自由的工作面基 本顶岩层变形断裂主要遵循以下规律: (1) 在基本顶实体煤侧边界的长边 x = λb、y = b / 3 处,短边 x = 2 λb / 3、y = 0 处,以及悬露顶板 x = 2 λb / 3、y = b / 3 处的应力值最大,基本顶岩层的断裂 一般由这三个部位最先开始。 (2) 从基本顶岩层的断裂顺序来看,实体煤侧 边界的长边 x = λb、y = b / 3 处的应力值首先达到顶 Fig. 2 板岩体的极限强度,因而发生初始断裂。 随着长边 断裂线的不断发展,实体煤侧边界的短边 x = 2 λb / 3、y = 0 和悬露顶板 x = 2 λb / 3、y = b / 3 处的应力值 也逐渐达到顶板岩体的极限强度,随之发生断裂。 然而短边 x = 2 λb / 3、 y = 0 和悬露顶板 x = 2 λb / 3、 y = b / 3两处发生断裂的顺序均由基本顶岩体泊松比 μ、悬跨系数 λ 所决定。 图2 基本顶应力比例函数等值线 Basic roof stress proportional function equiva lent line 如图 2a 所示,基本顶上板面的应力比例函数 f( x,y) 分布总体可概括为偏工作面上端头的煤体长 边与煤体短边受拉、悬露顶板中心偏工作面上端头 受拉、悬露顶板中心偏工作面上端头受压、自由长边 与自由短边受力较低。 拉应力最大位置处于煤体长 边偏工作面上端头区域,压应力最大位置处于悬露 2 力学机理与控制技术 顶板中心偏工作面上端头区域。 2. 1 断裂 f( x,y) 分布总体可概括为偏工作面上端头的煤体长 2. 1. 1 如图 2b 所示,基本顶下板面的应力比例函数 应力 以淮南矿业集团顾桥煤矿 1125(1) 工作面顶板 断裂为工程背景,分析采场顶板的断裂演化规律及 其断裂特点。 1125(1) 工作面基本顶悬露长度 a 为 50 m、b 为 100 m;基本顶岩体弹性模量 E 为10 GPa, 边与煤体短边受压、悬露顶板中心偏工作面上端头 受压、悬露顶板中心偏工作面上端头受拉、自由长边 与自由短边受力较低。 压应力最大位置处于煤体长 边偏工作面上端头区域,拉应力最大位置处于悬露 顶板中心偏工作面上端头区域。 - 163 - 146 黑 龙 江 科 综上 分 析, 基 本 顶 上 下 板 面 应 力 比 例 函 数 f( x,y) 分布具有对称特征,煤体长边、煤体短边以及 悬露顶板应力区近似呈椭圆形分布,并且悬露顶板 应力区的椭圆形分布存在两个。 2. 1. 2 断裂机理 断裂力学理论研究表明,断裂线发育轨迹一般 垂直于岩体所受最大拉应力方向。 据此可以绘制出 基本顶上下板面拉应力区域断裂线的发展方向。 随着工作面不断向前推进,采空区顶板悬露面 积增大,采场应力场发生改变,集聚的变形势能不断 增高,致使基本顶岩层局部范围的应力值不断增大。 当基本顶岩层局部范围的应力值达到顶板岩体的断 裂条件时,初始断裂线首先产生于基本顶上板面煤 体长边偏工作面上端头区域,随后断裂线沿着长边 向两端不断发展。 随着煤体长边断裂线的不断发 展,基本顶悬露顶板下板面中心偏工作面上端头区 域的应力值达到岩体的断裂条件,随之产生断裂线, 沿长边方向发展。 最后,基本顶上板面煤体短边偏 工作面上端头区域以及悬露顶板上板面中心偏工作 面上端头区域的应力值达到岩体的断裂条件,断裂 线分别沿短边与长边方向发展。 基本顶断裂线发展轨迹如图 3 所示。 由上述分 析可得到以下规律: (1) 工作面上端头区域实体煤侧边界处的断裂 线呈弧形分布,即形成工作面上端头基本顶弧三角 形悬板结构。 (2) 采空区悬露顶板沿工作面长度方向存在两 条断裂线。 技 大 学 学 报 第 28 卷 有内外两方面原因。 内因:工作面上端头基本顶与 矩形弹性薄板结构的受力特点类似,由于采场基本 顶边界支承条件与煤系地层地质情况等因素的影 响,工作面上端头基本顶形成实体煤侧两临边界固 支( 工作面推进煤体方向和下区段煤体方向两临边 为固支) 、另一弧形斜边自由的弧三角形悬板结构, 此结构产生于直接顶上部的基本顶,暂且称之为上 弧三角形悬板结构。 外因:在基本顶上弧三角形悬 板结构的掩护之下,直接顶与伪顶受外力作用,由于 锚网的支护组合梁作用以及悬吊作用,顶板低位岩 层与高位岩层形成一个较为严密的统一实体,即厚 度较大的组合岩层,从而造成工作面上端头采空区 侧顶板悬露而不易跨落,此结构产生于基本顶下部 的直接顶,故称之为下弧三角形悬板结构。 2. 2. 2 控制技术 由上述分析可知,工作面上端头弧三角形悬板 结构总是存在的,人们所关注的是它是否能够为工 作面上端头工作场地提供足够大的掩护范围。 上弧 三角形悬板结构的尺寸主要由采场基本顶边界支承 条件与煤系地层地质情况等因素决定,而支护强度 对于上弧三角形悬板结构尺寸的影响不大。 因此, 在基本顶上弧三角形悬板结构的掩护之下,可以考 虑增大顶板下弧三角形悬板结构的尺寸,为工作面 上端头工作场地提供足够大的掩护空间。 由采场基本顶断裂结构分析可知,工作面回采 期间,采空区基本顶岩层随着工作面的推进产生新 的断裂,但由于顺槽巷道位于该回采工作面的前方, 这种断裂一般不会在顺槽巷道的上方产生。 因此, 可以通过强化顺槽的早期支护,提高围岩的承载能 力,以便在工作面上端头区域形成较大范围的下弧 三角形悬板结构。 一方面,可以对巷道周边围岩较 松散破碎的岩层进行注浆,改善围岩力学性能,提高 破碎岩层的承载能力;另一方面,选择合理的支护方 式,利用支护结构对巷道围岩进行积极主动支护,及 时抑制锚固区内外巷道围岩的离层、滑动、裂隙张 开、新裂纹产生等非连续扩容现象,通过锚杆锚索的 锚固作用将顶板中分层厚度小、易受采动影响的不 稳定岩层联结成为统一的紧密实体,从而将其改变 Fig. 3 图3 为厚度大、稳定性较高的顶板。 基本顶断裂及弧三角形悬板结构 Structure of basic roof fault and arc triangular suspension 2. 2 弧三角形悬板结构 2. 2. 1 形成机理 工作面上端头顶板形成弧三角形悬板结构主要 3 工程应用 3. 1 工程概况 淮南矿业集团顾桥煤矿 1125(1) 工作面沿空掘 巷沿煤层顶板掘进,煤柱留设为 8 m。 巷道断面为 - 164 - 第2 期 147 陈永斌,等:工作面顶板弧三角形悬板结构的形成机理与控制技术 矩形,宽 5. 4 m,高 3. 4 m。 主煤层为 11 - 2 煤层,煤 层平均厚度 2. 9 m。 巷道伪顶岩性为碳质泥岩,厚 度约 1 m,直接顶由泥岩、砂质泥岩等强度较低的岩 层组成,厚度约 4. 2 m;基本顶由砂质泥岩、细砂岩 等强度相对较高的岩层组成,厚度 15 m。 通过现场 用 16 # 铁丝进行有效连接。 (2) 桁架锚索支护。 在顶板每排锚杆中间位置 和顶板两 侧 各 布 置 一 套 高 预 应 力 锚 索 梁, 锚 索 为 21. 8 mm × 7 700 mm的钢绞线,锚索下铺设 2. 6 m 的 T2 型钢带,钢带上三眼孔间距 1. 1 m。 锚索和钢 调查与分析发现,伪顶与直接顶岩层中分布着众多 带间配铁垫板,规格 200 mm × 140 mm × 10 mm。 锚 较为破碎,强度低,易受采动影响。 1125(1) 工作面 卷加长锚固。 预紧力不小于 120 kN,锚固力不低于 小分层,其中标志层为 11 - 3 煤层,这些小分层结构 沿空掘巷原采用锚杆 + M5 型钢带 + 10 菱形金属网 # 联合支护方式,主要支护参数如下:顶板采用七根左 旋无纵筋普通螺纹钢锚杆,锚杆规格为直径 20 mm、 长 2 500 mm、间排距 810 mm × 900 mm,M5 型钢带 长 5. 2 m;帮部采用五根左旋无纵筋普通螺纹钢锚 杆,锚杆规格为直径 20 mm、 长 2 200 mm、 间排距 750 mm × 900 mm;金属网采用 12 铁丝编织成菱形 # 网,长度为 1 100 mm,宽度为 800 mm,M5 型钢带长 3. 2 m。 通过后期监测发现,顶底板移近量平均高达 1. 0 ~ 1. 5 m,顶板岩层离层严重,局部出现冒落,两 帮收敛量平均也达到 0. 8 ~ 1. 3 m,巷道围岩整体呈 现不对称大变形。 3. 2 索眼孔深度为 7. 5 m,每孔采用三节 Z2380 树脂药 200 kN。 3. 3 为确定该支护方案的支护效果及支护参数的合 理性,在 1125(1) 工作面沿空掘巷巷道围岩表面设 置不同的监测点,对巷道两帮、顶板位移变形量进行 监测。 从现场情况和监测数据来看,在巷道服务期 间,顶底板和两帮基本上能够保持整体均匀变形,整 条巷道未返修与补强。 1125(1) 工作面上端头顶板 沿工作面煤壁方向形成的下弧三角形悬板结构长度 达到了 7 ~ 8 m,可以为工作面施工、运输及通风提 供所需安全空间。 4 支护方案 监测效果 结 论 基于弧三角形悬板结构形成机理及控制技术分 析结果,结合顾桥煤矿 1125 (1) 工作面煤系地层地 (1) 针对煤矿开采过程中,部分回采工作面直 质情况,提出预应力桁架锚索为主体、锚杆 + 钢筋网 接顶冒落,不能充满采空区的情况,建立采场基本顶 等支护为辅助的综合控制技术支护方案。 在巷道开 岩层两临边固支、两临边自由的弹性薄板力学模型, 掘后,及时对围岩进行锚杆 + 钢筋网等支护,待初次 支护后的 12 d 左右,围岩变形趋于稳定,采用预应 力桁架锚索进行强力支护。 超前支护采用铰接梁配 单体液 压 支 柱 支 护 方 式, 间 排 距 为 1 000 mm × 1 000 mm。具体支护结构及参数如下。 (1) 锚杆支护。 巷道顶板采用七根 IV 级左旋 螺纹钢超高强预拉力锚杆 + M5 型钢带 + 10 菱形金 # 属网联合支护,锚杆规格为 22 mm - M24 - 2 800 mm, 两节 Z2380 型树脂药卷加长锚固;锚杆预紧力扭矩 不小于200 N·m,锚固力不小于 120 kN。 锚杆间排 距为 810 mm × 900 mm;M5 型钢带长 5. 2 m。 网的 搭接长度为 150 mm,网间压茬部分全部压在钢带 ( 梁) 下方,每隔 150 mm 用 16 铁丝进行有效连接。 # 巷道两帮采用竖向五根左旋螺纹钢等强预拉力锚杆 + 3. 2 m 长 M5 型钢带 + 10 菱形金属网联合支护,锚 # 杆规格为 22 mm - M24 - 2 500 mm。 每根锚杆采 并运用弹性力学变分原理,推导了适合该模型的挠 度函数解析式。 (2 ) 基 本 顶 实 体 煤 侧 边 界 的 长 边 x = λb、 y = b / 3,短边 x = 2 λb / 3、y = 0 及悬露顶板 x = 2 λb / 3、y = b / 3 处的应力值最大,一般在这三个部位最先 发生断裂。 (3) 两临边固支、两临边自由的采场,工作面上 端头实体煤侧边界处的断裂线呈弧形分布,即形成 工作面上端头区域上弧三角形悬板结构,采空区悬 露顶板沿工作面长度方向存在两条断裂线。 (4) 在基本顶上弧三 角 形 悬 板 结 构 的 掩 护 之 下,工作面上端头顶板易形成下弧三角形悬板结构, 可通过强化顺槽的早期支护,提高围岩的承载能力, 以便在工作面上端头区域形成较大范围的下弧三角 形悬板结构。 (5) 应用预应力桁架锚索为主体、锚杆 + 钢筋 用一节 Z2380 型树脂药卷加长锚固;锚杆间排距为 网等支护为辅助的综合控制技术,在 1125 (1) 工作 200 N·m,锚固力不小于 100 kN。 网的搭接长度为 构,满足施工、运输及通风所需的安全空间。 750 mm × 900 mm。 帮 部 锚 杆 预 紧 力 矩 不 小 于 150 mm,压茬部分全部压在钢带下方,每隔150 mm 面上端头顶板形成了 7 ~ 8 m 的下弧三角形悬板结 - 165 - ( 下转第 180 页) 180 [7] 黑 闫维明, 聂 晗, 任 龙 江 科 珉, 等. 地铁交通引起的环境振动的实 测与 分 析 [ J ] . 地 震 工 程 与 工 程 振 动, 2006, 26 ( 4 ) : 187 - 191. 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( 编校 - 166 - 荀海鑫)  29  1           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  01   Vol. 29 No. 1 Jan. 2019  , , ,  (  ,  150022) ": ƒ„ †‡,ˆ‰‚ ! ‚ 、  Š‹ŒŽ 、  , ­€ ‘’“”•–。 —˜™š›œžŸ ¡¢£š¤¥¦š¤§,¨ ©¥ ª«¬,®¯š° Š±Š。 ²³´ šµ¶· ¸,¹º»‰§¼½š¾,¿³‚ 、° 、Ž 、 À¬。 ÁÂà ³ÄÅÆÇ ,Ȕ• É,Ê Ë Ì 94. 8% ,ÍÎ Ì 97. 8% , Ü´Ýފßàáâãäå。 Ȕ•ÕÖ×ØÙÏÚÛ ; ‚ ƒ„; š° #$%: Ë ; ‹ŒŽ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 01. 018 &'()*:TD714. 4 +,-*:2095- 7262(2019)01- 0100- 05 ÏÐÑÒ¯ÉÓÔ。 ; ”•– +./01:A Principle and system technology for dust tracking and collection in mine fullymechanized heading face Liu Shiming, Gao Mingxing, Yang Dezhi, Zhao Jianhua ( School of Mining Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is meant to overcome notorious problems affecting mine fullymechanized head ing face, such as higher dust concentration, greater damage, lower dust removal efficiency and poor re moval effect and proposes the dusttracking and controlling theory and system technology tailored for the dust source by analyzing the dust production law and dust source characteristics. The approach works by controlling the positive pressure supply direction and distribution mode of the working face using the air adjusting device to prevent dust from flowing out of working faces, and thereby achieving dust collection by wind. The study drawing on the existing dust removal fan is focused on the application of the pullout skeleton air duct to realize the efficient dust collection, dust capture and dust removal following dust gen eration. The field test shows that the system could provide a remarkable dust removal effect, with total dust removal rate and respiratory dust removal rate of 94. 8% and 97. 8% respectively, contributing to a significantly improved working environment. The system could provide a reference for dust removal in coal and related industries. Key words: fullymechanized heading face; rule of dust generation; dust collecting by wind; sourcetracking dust extraction; system technology 2345: 2018 - 12 - 06 6789:  ­€‚ƒ„ †‡ˆ‰( Hkdcx201802) :;<=>?: Š‹Œ(1986 - ) ,Ž,‘’“”•,–—,˜™, qq. com。 š›œ:žŸ¡¢£¤¥¦§、¨©£ª«¬,Email:lsm276 @ - 167 - 21 % 0 340,‘:  ‚ƒ„*Ç¡ÈÉ、™Ê、‰Š—°# Ë¢ Ì¡,òͽæ;(2) ‚œ‰ÎÏ¡  ,  ,  [1 - 3] 。 ,  †‡ˆ‰Š。 ‹ ’“”•–—˜™š›œžŸ™š¡¢ [5] ­€Ÿ¤¥¦§。 ¨©ª‘ «¬ ­€¡âò©ª.。 Í”È —Ä,©ª–ã、ä_å¡ 。 ä½_åò ­€‚ƒ„ [4] £„ ÐÑÒ、Ë¢°*ÓÔÕÖ、 é×½、 ØÙ½‘É ñ½ÒŸÚÛ¾¡;(3) ÓÔÜÝ ›™È„=;€¡Þ·ßà¯áÌ¡ 。  ŒŽ‘ ­€®¯°±’“Ÿ¤²³§´µ, ¶·¸†²³¹º»¼½¯¡¾¿ÀÁ¢ [6] £。 ÃÄő ’“†Æ— ǚ、 ¹ÈÉ、 Ÿ™ÊËÌ¥¦§‘ÍÎÏÀ—ÐÑÒÓ、 ¶ [7] ÔÕÖ×£¡ ؂、 §´µ。 ÙÚۑ ’ ­€§¢à, ¶” •áâ°¿ãäåæçÉè, ·¸†éê。 ëìí “ÜݗÈÞß¡ ; æç¶、 Ȩ‘, 綸、 «¨¶ ¸,趸é、©ª¨¶¸§。 ã½_åò ”¶À·¶, ”¶À·¶¸¹, ©ª¸ §,20 ℃ Œ ­€\‹·¶©ªº¿êë 1 Ìì,܀,d ·í¼¿, μ î 1 d / μm 0. 01 ;  * 、éêý,é、 +[ý  ý,È, ¹¤~\Â。 )@,Í»¹¢£)Ð,’“('& èúÖ],¶º»±þ‰Š,ò% ­ ­€Ò¤¹¡$¡。 D / m2 ·s - 1 1. 3 × 10 13 5. 2 × 10 - 8 1. 00 6. 7 × 10 - 10 6. 0 × 10 8 2. 4 × 10 - 12 6. 8 × 10 9 10. 00 2 1. 7 × 10 11 2. 7 × 10 - 11  ðñæçë0,ò] ­Ò¤§¡$¡,óô Í×Ûõ、©ªð,ö۝¡÷ß、&œ。 2. 1  øðñ ­€Å½æ,,ðܟ© ª,ùÒ¤¡úûüòÈß,ý”•æÈéêþÿ ~、¿!È,}1;ÎϙȢ!*|ȑ,–­ „;¡\!€ä©ª,{ß€Í ­É[Éð¢ÎÏ。 ß^èê\ 1 Ìì。  † μ / m2 ·( V·s) - 1 0. 10 ¡¹´µ,øùÍèú°áû‰Š¢€üžý „þ,ÿ¡‚ƒ¤~°}—|{[\è]。 è°.‰Š, »¡¹€ ,ð¤~\è]; ɹº», ·  Table 1 Diffusion coefficient of different particle diameter òÐò”ȹ、 ¥¦¹、 ¹ñ§、 ó ô、‘¡ ­€õö÷— ^_:`@˜ËÛ?>=,¿<;:/ .-˹éêÀ;  ­€É ï,D ©ª º¿。 [8] ‘ ’“ ­€î£•ï¹´µ, ¶‰ð† KCG - 200D ñ。 1 101 ­€('&^è*º»± ­;€,­„É‚ƒ„*# †¡‡Ï, ýŸ¡}ˆ,Í#‰Š¡‹Œ,Ž ‘,Œ×Û¡’“@”á•–—˜™š, ›‚œ¡ž=,#Ÿ¡¢, ’£‘¤¥, — ˜¦¹,‘¡¶›€™È§¨©ª。 Í•"€,Í«€¡Æ+暬Æ+À [9] ®ˆ¯§°Ü 。 ͚¬¢!Ð, –­«¡ ±²ˆ,`³´µ¨ @«¨¶, •·¶¸ ¹,º@«¡¨¶¸; Í»¼¢!Ð, · ¶¸ , ¯ § º ½ ° ¯ § ¨ ¶ ¸ , ¾ · ¿ ¹ @ 5 μm ¡À ÁÂ\߯§。 1 Fig. 1 2. 2 ­€`òÄŽæÆÛ:(1) - 168 -  Dust collecting by wind  §¨&œ‚ƒ„、éÙ]、­„ÉØÙ ‘ 102 Æ Ç È É 。 ,  ,    ( 、 Ê Œ Ë Ë Í 29 Î Ì ¢£ 4 ¤¥。 ¸Â。 ­­€ 、  ,  ) ,  、  , ,  。 ­ „ , ­€€‚ƒ,„‚ ƒ†‡,ˆ‰ Š‹†‡ŒˆŽ‰,Š‘‹­€’;“ Œ”•–—˜™,š›œŽžŸ, ‘ ‡¡。  ’“¢£ 2 ¤¥。 Fig. 4 4  Process of dust capturing ɆʝË, Ž¢Â ¸ ÌͬÎ,ϮƩ、Ç©ÐË 。 Æ© ¦Ž¢ ÑÒ»©Ó¯ Ô Ó ,•§ª†Õ¨°±Î,°‡ Fig. 2 2. 3 2 ²Ö×,“Œ”³š›´ µØ¶ ,ّ  —¯;Ç©¦  Ç© ,ŠÉ µ×,Ú  Mechanism of tracking dust ÀÁ , œŽ šÎ,ªÛÓ¡·©  ¦”•§¨–©、ª¨«、 ¬、‡¡ ( ®—¯°± 97% Š)、‡²˜™ š³´ 。 ­›šœž„³´ ˆ Ÿ‰µ¶,·¡¸¢¹,º³´£¤» „¼¥œž­€š,¦½¥§ ,½¹ ¾¿¡¸¢ÀÁ。 ³´ ’“¢£ 3 ¤¥。 ÀÁ¹ÜÝ, Š¸ © Ó¯ ­€Þ。 Æ©µ Ç©Â, “º¦³´ ¹¢ÀÁ¹,ߣ‡, ¤ ¹—“。 Ùº¦ © ÀÁ¹¯ Ç©Â, °  „³´  º·»à¼ Š¼,­¹,Â»à ´½½。 Ɇ、ʝ†Ë, ­€Ë 1 min ¹,  Ç © ,ß˪ 3. 2  Fig. 3 3 Vibrating wire dust removal principle  3. 1  。 ¿£ÓáÀ,  ­€Á  ¼¨, ¨, Æ©、 Ç© ¨,ŠµÆ©、Ç© Ôª ˜™。 3. 2. 1   3 ¾¿ Æ© ¨Ã–•§ª Ր©, Ç © ¨•§ ÐË, Ä Ž¢ „ ª‰·»  Â。 ß [10]  «¨ ­€‡, è Æ©( © ÄÅ © ) 、 Ç© ( ©ÀÁÈ© )  Â,;誫 , º¦³´ ¿‹· - 169 - Å  Q Z = q1 qk,  Q J = Q J1 + Q J2 = v J1 S + v J2 S,   QG = QZ + QJ ,   Q C = Q Z + Q J1 , (1) ¼1 ½ ¾¿À,ˆ:¡Á  :Q Z 、Q J 、Q G 、Q C ———、 ,  ,m / s; L1 = 3 Q J1 、Q J2 ———       、     ,m / s; 3 v J1 、v J2 ———、  ,m / s; q———,m3 / s;    ­ • , €‚ L2 , 5    Ž – —  € ‚,  tan θ = H / ( L2 - L1 ) , L2 = L1 + ,m 。 (3) 槡 ‰“ L2 ‹,‹ 2 H , tan θ (4) ,( °) 。 ,θ———”  ,、    2 - ( H - h) , S0 Œ‹­ q1 ———, 100 m3 / s; 3. 2. 2 KQ Z vZ ,v Z ———”,m / s。 k———; S——— 103 ‰•™  ,  4   5 。 ˜ ™š‘ƒ›, ’¢˜。 “ œ’žŸ¡ ”‘ 3. 2 m, ” 4. 4 m, ”14. 08 m , 2  1. 83 × 10 m3 / s,£¤ -2 •  1. 0 m。 ¥¦–š—, ‡ 《 ’¡Ÿ§ €》 ¨˜ 1. 0 m / s,  k = 3,©ª™,  v J1 = 0. 5 m / s、 Fig. 5 5 v J2 = 0. 25 m / s,(1) ‹Q Z = 5. 49 m3 / s, Q J1 = 7. 04 m3 / s,Q J2 = 3. 52 m3 / s,Q J = 10. 56 m3 / s,  Axial and radial air flow field structure Q G = 16. 05 m3 / s,Q C = 12. 53 m3 / s。 š†‡“ ,,   , ­€ ‚。 ,ƒ„ [11] ‡ˆ‰Š ,  v x ‹ v x K槡2S0 , = v0 x  ,† (2) €‚ x ­ x = L1 + ( H - h) ,  L1 = 7 m、L2 = 11 m —,´µœ。 ¶ƒ¡ƒ CCZ1000 ƒ§¯©†。 €‡ ·º¡,η »«。 x———€‚,m。 †­‡,†‡ , ¥š。 ±², ·¡­€‚ ¸¢€¥,  £¤、¥¦¤§¤€¹¨,€ 2 v0 ———­,m / s; h——— †‡®‹š,Ÿ 、­ €‚¯、,’¢   ˜, °±²œ³Ÿ K———Œ; :H——— “,L1 = 6. 1 m,L2 = 9. 3 m。  :S0 ———­,m ; Žƒ„  ›ƒ„ œ ž «,  θ = 45°,¬ƒ(3) 、(4) ‹ 5,  Table 2 2 ª 2 , ρ   Test data of dust removal effect ρ / mg·m - 3 €¨ ‘,m; Žˆ’‘,m。 £ €ƒ η/ % ¶ƒ ¶ƒ § 579. 3 48. 3 91. 7 ‰ Q Z = v Z S0 ,,Š ¤ ©† 253. 6 8. 2 96. 8 (2) ¥¦ § 376. 3 1. 5 99. 6 ¤ ©† 117. 0 0. 1 99. 9 ‰“­ €‚ L1 ‹  ,‹ - 170 - 104 Û « Ü Â  2 ,, 3  477. 8 mg / m ,   185. 3 mg / m ;,  3  24. 9 mg / m , » à [1] [2] [3] [5]   ,   、 、 。 ­€‚ƒ„ †‡ˆ。 †、  ®¯°±²[ J] . °± ², 2017, 11(2) : 140 - 141. ³. Š´‹Œµ ¥¶Ž·¸[ J] . ¬  © , ©¹¨.  ¥ ¢Œ‘’°º·¸ ½¾¿, © , “. ¬  ¥Ž€ÀÁ ³ÆÇ, , È , .  ¥Ž€ÉÊˊ ̺·¸[ J] . ¬, 2016, 48(1) : 70 - 73. [6] È«Í, , Ã. ¢»¼ƒ¬ º[ J] . ¬, 2017, 49(11) : 69 - 70, 73. [7]  ¥ , ©­€, .  ¥б•–Ñž ÓÔÕ, ΃«, ι„, .  ¥Öµ׌»¼ Îφ, © ̂ҷ¸[ J] . ¬ª»¼, 2017, 45(10) : 66 - 71. (2) ‰Š , . ¬ [J]. ȐªÄ(Ū), 2015, 30(2): 1 - 7.  (1) ©ª«,  [ J] . ¬»¼, 2015, 34(2) : 126 - 128. [4]  Ä °£, 2018, 41(7) : 100 - 103, 107. 3 5 Ý 29 Þ ª : 3  4. 15 mg / m ,  94. 8% ,   97. 8% 。 ª  、‹、、ŒŽ€‘’。 “ [8] Ò·¸Ì ”•–, — ˜、 ­˜™€‚, ƒ”‹、Ž€š。 [9] (3) “  —   ‚ › ‚ Š œ ž [10] ,Ÿ¡¢„£, ƒ „Œ€¤ ˜、­˜™€† ¥‡ˆ”‰ 7 m  11 m, Î ˆ “. Ø[ J] . ¬ªÄ, 2017, 42(3) : 639 - 645.  ¥”ŠœÌº·¸[ D] . †‡:  ê( †‡) , 2013. ‰ Š, © , ‹ Œ, .  ¥””±±‚ Ù·¸[J]. ¬ª»¼, 2016(S2): 130 - 133. [11] ¦§ƒ 94. 8% , ƒ  97. 8% ,Œ€¤¨。 Ž‘, ڒ“, ”•–, . ¦•[ M] . 3 . †‡: ˆƒ—™˜, 1994. (  - 171 - )  29  2  2019  03   1 ,  ”•–, 1  , 2,3  ,  2,3  , ­ 150022; 2. €‚ƒ„( † 100083; 3. €‚ƒ„( 2,3  †) ‡ˆ‰Š‹ŒŽ‚‘’“ † 100083) †) Š‹, ": 、 ,  ˆ‰Š‹ŒŽ‘’“”Ž•–—˜™š›,œžŸ¡¢ 43073 ‰£ ¨©ª«: ’ÁÂà Mar. 2019  (1.  ,  ! Vol. 29 No. 2          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology ­€‚ƒ„ , †‡ ¤¥ ¦§。 ¼½ 19. 7% ;¾¿À ¬­®¯°± ²³´µ¶ logistic ·¸˜™¹º,» ,°±ÄÅÆÇÈ。 ɜžÊËÌÍ •ÎÏÐÑÒ ØهÚÛÜÝ。 #$%: ­ÓÔÕÖ × ; ¤¥ ; ­ÓÔ; €‚ƒ„ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 02. 003 &'()*:TD353 +,-*:2095- 7262(2019)02- 0138- 05 +./01:A Law behind surrounding rock deformation in retaining roadway based on theory of cutwall shortwall beam Han Xue1 , Zhang Saiyi1 , Wang Jiong2,3 , Ma Xin’ gen2,3 , Yu Guangyuan2,3 (1. School of Civil Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. State Key Laboratory for Geomechanics & Deep Underground Engineering, China University of Mining & Technology( Beijing) , Beijing 100083, China; 3. School of Civil & Architecture Engineering, China University of Mining & Technology( Beijing) , Beijing 100083, China) Abstract:This paper is aimed at addressing the excessive deformation occurring in the deep roadway retained along the roadway and serious shrinkage of the retained roadway section. The study drawing on the theory of cutwall shortwall beam focuses on an investigation into the law behind the surrounding rock deformation of 43073 working face in Yixin coal mine using the artificial doublecrossing site monitoring and data analysis method. The results show that the roadway roof and floor presents the variation curve conforming to the logistic regression analysis model, the maximum deformation amplitude of 19. 7% , and the approximation of the two sides tending to shrink gradually, accompanied by an asymmetric deforma tion. This research could provide a reference for the application of the roofremoving and selfforming lane technology in the subsequent roadway and similar conditions. Key words:deep roadway retained; surrounding rock deformation; top cutting pressurerelief; short wall beam theory 2345: 2018 - 11 - 30 6789: ‚‘—˜™š™›œ(51404278) :;<=>?: ž Ÿ(1969 - ) ,¡,¢£¤¥¦§,¨©,ª«,¬®¯°:±²³´µ¶·¸ - 172 - ‹¹,Email:hanxue69@ 163. com。 #2 * 0  " !,Å:³¥ª«¬®¯°±‰Š‹Ž‘ÀÁ  ,  ,  。 ­€‚ƒ„ †‡, „ˆ‰Š‹ŒŽ ‘’“”•–—˜™。 š›œž’“, Ÿ¡¢£ ¤¥ 2008 ¦§¨©ª«¬®¯°±,²³¥´°± [1] §¨©ª«µ¶·¸¹º®ƒ 110 »¼ 。  [2] ©½¾„ˆ‰”¿Ž‘ÀÁ, ÂÃÄÅ ÆÇÈɄʊ‹Ž‘ƒËÌÍ, ΫÏÐÑÒ [3] ӞԌ¥ÕÖÑÒÓ。 ×ØÙÅ ÌͽÚ ÛÜÝÞ߉Š‹Ž‘àáâÏãà。 äå [4] Å æ¥çèÜÝÞ߉Š‹éê ÌÍ,ë«Ðìíî«Ðïðñò、«Ð‡ó [5] ìíñòÅôõñò。 ö÷øÅ ÌÍ©ùúƒ ì«Ðû¸ÀÁ。 üýþÿ~}Þß” ¿Ž‘|{[¾©žðÌ͹\, ]^â_Ì Í`^@Æ?>Þ߉ƒË。 ª«¬®¯°±, =«Ðª ,‘¹‰|«Ð<»{|«ÐՈ î,»{|«Ð?•« Ð,«Ðº®¯Ž¬ ¯。 »{, « 泫 Ž‘ìí,  æ;舑¹:¶ƉŠ‹  。 ¥«Ðªª©«Ðß «Ð?,;è|«Ð<|« Р葹¬ ¯”¸­€, ‚¥ƒ „ ,†‡©Š‹ïð/。 ª«¬®¯ °±‘¹ÞßÞ߉ˆ‘¹, }”<¶‰ê€Š‹, Œ.Ž³¥ª 139 574 m。 »{ÁÂÃÄ 1 ˆÅ。 ˜Æ 43073 »{,ŸÇȃ。 Þ߉ 43073 É ,43073 »{ÊË, Ì 43072 »{ ,‰ì 43073 »{É 43072 » {*ÍÎÏП。 1 Fig. 1 43073  43073 work surface layout    Ñ ‹  Ò «  Ó Ô ‹, ¹ Õ ³ 1. 45 m,ºÖ‹、ºÖºº×‹Ø¹; «٠ԋ, ¹Õ³ 1. 2 m, ÚÛܺººÖ݂Þ,  ߸¹°; ³«à‹, ¹Õ³ 5. 5 m, á ÚÜ、ÚÜ, âã, ߸¹°、 äå°; ÏÙԋ, ¹Õ³ 6. 0 m, ÚÛÜ, ºÖºº ع;æÏçԋ,¹Õ³ 19. 3 m,ÚÛܺ ººÖع,îèé。 1. 2  »{Éêë¹, ì*«ÐŸí îï‘È,“Ä 2。 íîžðôñ,ðò 1 000 mm, Ÿ 17. 28 mm、º 6. 3 m ‚Ÿóôõ。 óö õ÷øº 200 ~ 300 mm,íîŸùúíç,íç º 1 200 mm( Õõû%) ,$üû%º 900 mm。 «¬®¯°±Þߎ‘ÀÁÌ͑’“。 ”¥´,•ÿâ,–—˜õ™š›ª« µ¶·¸¹+.»œž, Ÿ÷¡;¢£ ¤î¥Å|¼,ÆÞ߉Ž‘ÀÁƒËÌ Í,â*ƙš›¦§ª«¹)(Ÿ ¨•©ª”Ÿ。 1  1. 1  «¬ ‚ ® ¯ ° ‚  ± ' ˆ, ²  “  ³ 3. 59 m。 Ì͝àá F35、F158 Õ´Œµ ҏ­`。 43073 »{¶¥·¸¹'—º» 7 ¼,»{š›º 150 m,½:º 360 m, ¾ 3. 6 m, & { ¿ ¾ 270 ~ 364 m, À „ 440 ~ - 173 - Fig. 2 2  Tunnel supporting section ñ¤ª « µ ¶ · ¸ ¹  ) (  ° , »  {  140 ° ± ² ³  ,  ,           ,         。    43073  ,    ,   ,     9 m,          10°  ,  500 mm。  ˆ ´ ´ ¶ 29 · µ ¦§”Ž†ÑÒÓ, ¨© 4 ª«, Ô­,s d  ¦§”Ž,d ±³Ä。  ­€‚ƒ„  †‡ˆ, ˆ†‡ + ‰­€‚ Šƒƒ„€ 。 ˆ†‡† 21. 8 mm, ‹  11 300 mm,   ‡ ‹ 500 mm, ˆ † 79 mm, Œ ˆ ‰ Š † ‡ Ž 350 mm,   ‹  294 ± 19. 6 kN,  Œ  Ž ‘ ‘ 245 kN, ’ “ ’ ” 300 mm × 300 mm × 16 mm,­•† 100 ± 1 mm。 “–—˜™”š›­œ˜, š•žŸ¡ W ¢£¤¥。 ‰­ €‚ –‚—˜¦,1 000 mm,™”š™ § ‰­€‚,500 mm,¨© 2 ª«。 2  2. 1  ¬®š†‡’›, Š ¯°±œž²±。 Ÿž²±±³´µ¶¡ ¢·š¸¹º»,¼½–¾–¿²±,“– ¼£±³›•¤ÀÁ±œ,±œ A、 C、B、D “–ÂÛ ‰¥š 500 mm; •¤±œ E、G, F、 H “ –  Ä   ¦  1 000 mm › 2 000 mm。 őÆLJ,²±¦§”Ž ­,Ÿ™”–š AC ȍɤ, ™” ‰¥– š BD ȍ¤, ¨© 2 ª«。 Ê£²±³—˜‘ ÄË 7. 55 m Ì, ͨ©ª, “– ÄË 20. 79、34. 58、48. 88、69. 46、104. 39 m ̗ ˜Î£ž²±³,¨© 3 ª«。 Fig. 3 2. 2 2. 2. 1  3  Observation stations of layout plane Fig. 4   # # ÏÐ 1 ~ 4 ±³¦§”Ž²± Ð, «¬ - 174 - 4  Top and bottom plate approaching amount Å© 4 ®¯, §”Ž†ÑÒÓ logistic 2 ´ 141 ¶,¥:·«¸¹º»¼ª„½€¾¿ µ 。 logistic  ,  1 #  0. 98、0. 97,2  0. 88、0. 98,3   0. 95、 # # 0. 95,4 #  0. 98、0. 94。 ,  :  , 30 m ;    ,  [6 - 8]  。 € , ­ logistic  €,‚ 1 。   1   。  ,  ƒ 50% ,  € 30 m 。  30 m „ „ [9] ­‚  ‡ 4  , # 420 mm。 、 ‡ 2 。   Fig. 5 Top floor bottom net height deformation amplitude 2. 2. 2  ”ª„„ ,ˆ 6a 。  d l , š’‹€ ‹­€ƒ­‚, ƒ „ Ž ‘    5  ˆ‰, Š Œ„  ,       † ‡    , 。  €’ €Ž‘ 110 mm, #  €‘, ƒ „ €“。 1 Table 1  Deformation at different stages of each station  mm  €        1# 200 200 60 20 260 220 2# 70 150 50 70 120 230 3# 200 189 120 131 320 320 4# 300 270 110 150 410 420 ”•–„  €, € † A,—˜™  €­Ž‡„ 。 š€ Fig. 6 ,ˆ 5 。 ˆ 5 ›, ­ 1 # ‰Š, ‹€€ œž‡ 20% Ÿ, Ž‘€  19. 7% 。 ¡™、 €‚¢ €, Ž‘ 40% 。  €Œ£„ Œ¤Ž‰, ‘ƒ、„’¥   ,„  ‰ 。 ˆ‰Œ“‰„ €‘¦§¨†©。 ­‚, †‡‹ 6  Two sets of convergence deformation ,„ ˆ 6a Ÿ •Šˆ‰ # ,­ 1  –Š, ‹€™ Š‹ Œ€Ž‘。  ’«— 66 m ¬, 2 # ~ 4 #   ˜‘、 –‡ 。 ®, „ ™“Šš›¯。  “Šš”‰œ°Š±²³ - 175 - 142 Û Ô Ü Ã ,,、    、  。  ,; # , 。 1  ,   ­€‚ s l ƒ 。 „ [10 - 11] 。  , †­€‚‡(  6b) ˆ, ‰Š 1 000 mm ( EG  ) ­€‚ ‰Š 500 mm # ( FH )  27. 4% , ,4    ‰‡‹‚ 51. 0% 。 †­€‚ °  ½ ½ ¦ 29 å ¿ ‹,‡‹‚†„ 110 mm。 Ž‡‹«“ §‡ 30 m ”—­。 (3) †­€‚¢ 530 mm。 ¬•, ‰‡‹‚, †„ 180 mm,  †•™。  : [1] [2] ‡ˆ, ‰ Š, ‹–Œ, ®. —˜¯°±²³Ž‘ª ™[ J] . ´°±, 2017, 36(3) : 1 - 3. µ¶·, ”¸, ‘’‚, ®. «¹º»¼—˜‡‹“”ª °±[J]. ˜š½ª§¾½¿, 2015, 34(11): 2227 -2241. 530 mm,­€‚ 440 mm, ‡‹‚ [3] ÀÁÂ, •–, —˜’. »¼’¡‰™š²° Œ。  [4] Ä Å, ››œ, ‰ ˆ,     Ž,‘’“”“•– , —˜“­ ‹。 ,  ,‡ [5] €‚ [6] ™  ,„ š。 3 [7]  [8] (1) ƒ„›œžŸ’¡ž‰Š­€、 †¢,ž‰Š‡‹ §‡ˆ , ¦¤¥‡‹‚‰ Š‹Œ‡‹。 (2) ž‰Š‡‹  logistic „ , ­€‚‡¨© ÇÈ’¡—˜É– ʲ³ËÌ[J]. ›ªÍΧ¾½¿, 2015, 32(6): 936 -942. £¤œÒÓ¯› ¨©ËÌ[ J] . ´Ã½°±, 2014, 42(5) : 25 - 28. ¥ ¦. Ô§¨©¤˜—˜‡‹¨©ËÌ[ D] . Õ › Š. ’¡—˜Ÿ¬ ª: «žÃ°½, 2006. כؽ, 2012. °±², ³Ù¦, ´ ɖ¡Öª²³ËÌ[ D] . µ. —˜¢¶ڐ“”ª£ Ž­· [ J ] . Û Ô Ü Ã °  ½ ½ ¿, 2018, 28 ( 1 ) : 14 - 18, 35. [9] £¤¥。 ¦•¤¥ž‰Š‡‹,  ‚, ®. Æ ÏÐ, žŸÑ, ¡›¢, ®.  ®¯:  , ±[ J] . ´Ã½°±, 2013 ,41(9) : 100 - 104. ¥×¸. ¥Ý¹›¤§‡›“”Þš°± ËÌ[ D] . ßà: כؽ, 2016. ½ËÌ[ J] . [10] áâã, º¥, »¼½, ®. »¯˜ [11] ‰¾², ¿›À, › Á, ®. »¤˜žŠÂ¦¡Öª   ­ €, †  ­ € ‚ ¢ 420 mm, † ‡‹‚Ž¢19. 7% 。‘ª’‹ƒ‡ - 176 - ˜š½ª§¾½¿, 2005(16) : 2803 - 2813. ²³”ä[J]. ÛÔÜ𽽿, 2017, 27(6): 575 - 580. (  )  29  2           Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  03  Mar. 2019  CFD   1  , 1  , 2   (1.  ,  150022; 2.   ! Vol. 29 No. 2 ,  150022) ": 、、  ­€‚ CFD †‡,ˆ‰ Š‹ŒŽ、 ‘’“”•–—•ŒŽ, ˜™š›œ€ k - ε Œ ƒ ,„ Ž,ŒžŸŸ€¡¢£¤。 ¥¦§¨,Š‹ 10 m €©ª«¬®,¯° 2 m €±²、³´µ¶¯·¸。 ¹ €º»¼½š¾¿À Á,ÂÃÄ ¯Š‹±²³Å²。 ¯³ÆNJ‹ÈÉ,¡¢£¤¡¢ÊËÌ ÍÎÏ,ÐѱͲ ²,ÒӜÔ ÀÝáâãäåáæçèé。 ÕÖ。 ×ØÙÚÛƔÜÝ€Þßà ; ; ‘’; Ÿ; Ÿ; ¸ #$%: doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 02. 005 &'()*:TD714 +,-*:2095- 7262(2019)02- 0146- 04 +./01:A CFD simulation of gassolid twophase flow coupling in driving face Zhang Yingxin1 , Bai Zongjun1 , Tao Jin2 (1. School of Safety Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China; 2. Graduate School, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is a response to the notorious difficulties encountered in coal mine driving face, such as complex environment, a greater amount of dust, and more difficult monitoring of wind velocity and dust concentration. The study building on CFD theory is focused on simulating the law underlying the distribution of the flow velocity and the dust concentration by developing a roadway model and coupled continuous and discrete phase models, and choosing RNG kε model. The results show that the airflow line 10 meters in front of the roadway is quite disordered; there exist stronger vortexes on the air return side 2 m away from the tunneling face and near the tunneling machine; wind currents and gravitational subsidence result in most of dust concentrated in the air return side of the roadway and the upper side of the tunneling machine; there is a consistence between the dust concentration distribution law and wind velocity distribution in the roadway area behind the tunneling machine, suggesting that the velocity is greater in the return wind side than in the inlet wind side and tends to show a stable change speed. This study could provide a reference for air volume calculation and installation of dust removal facilities. Key words:driving face; dust; coupling; airflow; dust concentration; vortexes 2345: 2019 - 01 - 07 6789:;: ­€‚(1978 - ) ,ƒ,„ †‡,ˆ‰Š,‹Œ,Ž‘:’“,Email:zhangyingxin01@ 126. com。 - 177 - 567,Ã:­€‚ƒ„ãäåæ¦_þ CFD Ù` 32 4 , [1] 。 ,  。   ,  ­€‚ƒ„, †‡ˆ‰ Š‹ŒŽ‘, ’“”  1. 2 147  ¥¦€–‚ƒ„„ †¨€– † ̪¨¦‡œ1%ý,¦‡ˆ‰Š,‹ ^¦”•。 ŽÒ²!‡ k - ε ÙÚ ³Œ«  ( RNG k - ε ÙÚ ) ö'‘’ k - ε ÙÚ e œ2 。 £¤­€‚ƒ„¥¦§¨ “#‹ƒÆÇ,Ê˾ªË»”ˆ,÷•”ˆ‹ ©ª§«¬®¯°±²³´µ。 ¶, ·§¸¹º ^¦ – ‰  ¾ ª, ° ± $ ˆ  — ˜ ª,   { [ ˜™, ”•€–— •€–— [2 - 3] žŸ¡¢ »¼½¾ª、¿ÀÁÂ、 ¿À š›œ‚ƒ ÃÄÅÆÇÈÉ, Ê˥̨¸‘ÍÎÏ、 Ð 。 ÑÒ CFD RNG k - ε ÙڃàÙ`^¦ÙÚ。 ۜ2¨^¦Ðó æ,ðñ˜ƒòóæ, â CAD ÕÖôõªöˆ €–×ØÙÚ, ÷â GAMBIT øÙږùúéû k b - ρε - Y M + k S , ],Ù`€–‚ƒ„¥Ì®¯¨©ª«¬®¯。 ] (1) ε    + ( ρε ) + ( ρεv i ) = α ε μ eff x j x i t x j [ «、üýþÿ~}ÆÇ, FLUENT |{[þÿ \]½¨^¦ÙÚ, øîïæ¨òóæ–ù_þ\  [ ß, àáâãäåæ¦ ÓÔ,¿âçè - èéêëœì,í¥¦˜ƒîï áœ2 k    + kG + ( ρkv i ) = ( ρk ) + α k μ eff x j t x j x i ÓÔÕր–×ØÙÚ, ÛÜÝÞ»×Ø¥¦§ ¨©ª«¬®¯。 ^‡ [5] C1ε ] ε ε - R ε + ε S , (2) ( k G + C3ε k b ) - C2ε ρ k k 2 >:k———^¦‡Û,m / s ; 2 2 ε———^¦Ðó™,m / s ; 2 2 v———̪,m / s; 1  1. 1  t——— ,s; k G ———š¦Ìª›ª^‡Û,m2 / s2 ; k b 、k S ———œž、âŸýµ^‡Û,m2 / s2 ; àÕÖ@?>=¥ÆÇ­€×ØÙÚ。 [4] <Î; £¤Ë:/€–.„ 30 m -,+ *‡)(,30 m '›*‡&Ò%ý, $# Y M ———^¦¡‡¢£»¤¦¥øÐó™ ¦§,m / s ; 2 α k 、α ε ———k œ2、e œ2^¦ Prandtl Í; "²!Ÿ。 ×؇ 30 m、 4. 6 m、ˆ 3. 5 m œŸ。 €–‚ƒ„ 4 m。 àÙÚ ø¥¦¨á ˆ 1. 8 m €– ε S ———âŸýµ^¦Ðó„,m / s ; 2 ¥˜ÓŸ,   0. 4 m, /ò¨ 0. 2 m, ¥/ò »€– ¨ Šá ”•,ÕÖª 7. 7 m、 ÙÚ。 ×ØÙÚ¨úé« 1 。 øÒ ÙÚ,„Ÿúé°±0úé͑、‘ 3 1. 3 3 C1 、C2 、C3 ———¨‘。  à€–×Ø=¥‘ 400 m / min, ©ª¥ 3 ¥Ì 13. 27 m / s, ^¦«ª η  3% , Ž> (3) Ë:  ­€。 àÙڿ⫂û«„Ÿúé, úéÍ η = 0. 16 槡Re , - 0. 125 (3) ,¬®ÍŽ>(4) : ‘ 96 787 ƒ,úé͑öÄ,¾ªöˆ。 Re = ( vdρ) / μ, >:d———¯ž,m; (4) ρ———¦Ÿ°ª,kg / m ; 3 μ———¦Ÿ‡ž±ª,Pa·s。 ,ÙÚ¯ž¥,² 0. 8 m。 ×؀–.„òóæ³´„, µýðñ¶ ·ðñ÷• ¸ ¹ Rosin - Rammler ý ¯, < Î à § [6] ­€‚ƒ„·§ÍÎ, ²ðñº»¼ýµ ,°ª 1 445 kg / m ,½Ž 200. 00 μm,½ 3 Fig. 1 1  Roadway model and mesh profile   0. 50 μm,   1. 06 μm, ¾ ‘ ¦ ™ 0. 03 kg / m3 ,«¬¿Í 50, - 178 - ÀÁÍÂýÃÄ 1。 148 Ö Table 1 1 × Ø Ù ¦ Û Û Ý 29 Å Ü ,¤Äª£­Ç¢»¹ºŠ,Ȥ º  »œ,»¼½¾É¿½ÊÀÁ»œ。  Determination of model parameters  Ú    3D   RNG k - ε        Saffman      y  , Fig. 2   13. 27 m / s    2  Change of wind speed  3% 0. 8 m wall  reflect  escape    ­€ 2  RosinRammler 3  Fig. 3 2. 2  ‚ƒ„ †‡ˆ, ‰Š  -  ‹ŒŽ SIMPLE ‹,   ŒŽ standard。 ‘’ , 、 、 “  ŒŽ”­•–—。 2. 1  ˜™ y € š›, ‚ƒ 2 „ 。 œ†‡ y = 1. 15 m ˆ‰ Š „œ Š ,‹ž Ÿ¡¢Œ, Ž”‘¡, £” ‘Œ ž’,“¤¥‰ ¡、 ¦,  Airflow lines  ˎ FLUENT ÌÍζ  ϽÐÑ Ï,™ ÂŽ, ‚ ÃÄ 10,ˆ§£ÒÏ , ŏ 10 ÆÓÔ  ”Æ Õ ”¡ §¨€©ª£«¬®•–š ,œ Ž„—Ž”‘; †‡ y = 1. 15 m ª£­€‘Š,¯° ±˜ª£­€ ‘œ 2 ~ 4 m / s;œ†‡ y = - 0. 25 m Š,ˆ ²³ 1. 5 m ™š´Š, ª£­›œ ž,µ˜Ÿ¡ª£­¶‘¢£ ·€·¤,¥ ¦Šª£­¶‘¸¡, ª£¢§¤¨ ©ª«,¢¹ºŠ,Š¢œ 0. 2 ~ 1. 0 m / s。 ¡ƒ 3 »¼¯° ¡ ‰¡  ,¬¤®½ª£­¯¾°±,²³  ¯¾–š。 œ²ª£« 2 m Ž‘½ª £­´µ»¶·¸, “¤¥‰ ¿º¨€À¸«,¡‰ ¢,Á¨©¹ ¦,º™›œžÃ¾ÄŚŽ–šÄ²³ Ɛ - 179 - , ™ÇȏÉÊ。 ˜™ÐÑ ‚ƒ 4 „ Fig. 4 4 。   Dust concentration distribution Ë à2 á ÍâØ,Ú:° ÞߣÁ CFD ¸¹  y  1. 15、0. 15、 - 0. 25 m  ,、 、1. 5 m 。  , ,    , 149  5 , ”œ 1 000 mg / m3  ¤’, ¥† §¨, Ÿ¥†  4 m / s,    ,;  ¢©ª£«¬; ,;  ­,  € 3 m ‚ƒ 1 000 ­  mg / m3 ,3 m„  500 mg / m ‚;   ­€‚†ƒ‡, „ †ˆ †‡, ˆ   3 ¦ž ‹, ¤¥,® 3   (1) ”•¦ 10 m  Ž‘ ,œ ’。 • ”•š›,Š”•‚–—œ˜ Œ Œž™š。 › z “€ ‰ 1 m ”œ žŸŽ‘,¡ 5 ¢£。 ¯, 。 ´;10 m „§µœ˜”• † z “”ŒŽ‘• –’ ,ƒŒ —“˜‰™  4 000 mg / m ,°±² 3  ‰Š‹‰, Š ŒŽ ƒ,Ž‘‹ƒŒŽ ¡ ¶·,¨© ³ , ” †€ª  2 m ¸¹, „«” •ˆº»¼½¬, Ž‘ ¾¿½¶,À Á¬;ÂÃ’˜ Ē™,–Å”•®¯‚, ‰  , Ž‘ ¾¿½Æ, (2) ° Ͳ³ Œ。 „«”• Œ ¨ Ž‘œ˜ƒÇÈ。 , ɱÊˏÌ ,  4 000 mg / m , «  ί´, 3 ­µœ,ž ¶Ï,。 (3) ·‰ FLUENT ¸¹ º »™š, ¼½¾¿”•¸ À,ÁÂÃÄ£ª£¸À,ÐÑÒ£ÅÆ ‰˜,Šºº»Ÿ´Ç。 : [1] Óԟ, Ó Õ,  È. § É»™š »Ö[ J] . Ê×ËÌ, 2014, 39( S1) : 130 - 135. [2] ÍÎØ, ÙÚÏ, Û!". ܉Ð Ñ# % »Ö $‰[ J] . ÊÒÏÓ, 2017, 48(12) : 161 - 163. [3] &, '(). ° ÔÕ*+Ñ €¸¹[ J] . ×,Ê×, 2018, 44(1) : 28 - 131. [4] -«Ø, .Ø/, 01Ù, Ú. § CFD ր¸¹ 2° 3ęšÛÜ[ J] . ×,Ê×, 2012, 38(6) : 94 - 98, 103. [5] Ý×4. ANSYS FLUENT —2Þ : [6] ;<=, 2015. Í>Ý. ° 78: ×,Ò; Fig. 5 5  z  Dust concentration varies along z axis Œ56[ M] . 78: 9 ·Äޙ?Þߣ¸¹[ D] . Ë, 2015. (  - 180 -  )  29  2  Vol. 29 No. 2          Journal of Heilongjiang University of Science & Technology 2019  03  RTODO - CL  , Mar. 2019   (  ,  150022) ! 。 , RFID 、 †€‡ˆ‰, Š TODO ‹Œ Ž‘‡ˆ’“”•–—, ˜™ ":,  ­€‚ƒ„ RSSI Ž‘,š›œžŸ€¡¢£Ÿ¤¥¦§¨, ©ª˜™ CL «¬Ž‘Š®¯ ´ 。 ¶·¸: ¹º» RTODO - CL ¼½¾¿À³´Áºà ,Źº» RTODO - CL Ž‘ÆÇ µ ¹ºÍ RTODO Ž‘ Ä °±, ²³ È°,ɹº» RTODO - CL Ž‘ ÊË。 ÎÏм½¾¿À³´ºÃ ‰§ÕÖ×س´ ÙÚÛÜ。 °± Ê˸œÌ , Ó ÔË ÑÒ ; RTODO - CL Ž‘ #$%:; œžŸ€; ³´ doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 7262. 2019. 02. 010 &'()*:TD76 +,-*:2095- 7262(2019)01- 0174- 05 +./01:A Algorithm behind location of underground personnel based on RTODOCL and gaussian filter Shen Xianqing, Liu Yingxin ( School of Electrical & Control Engineering, Heilongjiang University of Science & Technology, Harbin 150022, China) Abstract:This paper is directed at addressing negative factors affecting the positioning accuracy due to more complex and variable environment in coal mine underground and affecting factors. The study building on the combination of RFID radio frequency technology, wireless carrier technology and ultralow frequency electromagnetic wave technology involves developing the mathematical model based on TODO threepoint positioning algorithm; effectively filtering out the interference signal using the RSSI localiza tion algorithm and gaussian filtering; and thereby narrowing the positioning area by adding the CL cen troid algorithm to ensure the more accurate positioning of the personnel. The results show that the im proved RTODOCL could provide a constant location of the positioning area of the coal mine underground sports personnel, meaning that the improved RTODOCL algorithm eliminates the positioning blind zone; and the improved RTODOCL algorithm could offer a significantly higher positioning accuracy than is pos sible with existing RTODO algorithm. The research could enable accurate and realtime positioning of un derground coal mine sports personnel and could serve as a reference for coal mine underground informa tion collection and personnel positioning. Key words:coal mine; gaussian filtering; underground personnel positioning; RTODOCL algorithm 2345: 2018 - 10 - 11 6789:;: ­€( 1969) ,‚,ƒ„ qing2001@ 163. com。 †‡ ,ˆ‰,Š‹,ŒŽ‘’:“”•–—˜、™š›œžŸ,Email:shenxian - 181 - "!0,:RTODO - CL ,¶+*¥™šêë “2 ) 175 '„,}¦‘Ó±™„š;ÿ£’%Ð 0  “»/.”œÓ»•–ú±–®—˜  ™š/.:™,—–®—˜Èᙚ。  。      ,    ­€‚ƒ„ † ‡ˆ ‰ Š , ‹ Œ Ž „ ‘ ’ 。   Ž „ ‘ ’  “”•–—˜™š 。 ™š” ›œ RFID žŸ¡¢ 、 £¤¥¦§¡¢¨©ªŸ« ¬¥¡¢ , ®¯ RFID žŸ¡¢°±‚²³´µ ¶³–·¸ ‚ ¹ „ ´ µ º » ¼ ´ ½ , ¾ ±  ¿ À Fig. 1 Áª 。 £Ã¤¥¡¢°±œÄžª 、 ÅÆÇ , ¾ ±™šÈɪ 。 ©ªŸ«¬°±¥œÊÅƂ ËÌ , ¾±  ¿ À Í Î Ï 。 Ð Ñ Ò  Ó Ô Õ Ö × 1  Threepoint positioning layout map  A、B、C Ó±~˜, ýþ$â™æ, ®‹([ Ø¡¢Ù Ú € , Û Ø Ó Ô Õ Ö  ° ± ¸ Ü Ý ® Œ 2 Ž。 š™š± D( x,y) ,¦‘›ÃœžŸ¡ ¾± , Þ™šßàá , âãäÐåæ¡¢ÙÚ €çè”ÔØéåêë 。 ®¯ìí [ 1 ] AOA î„Ó»ú±„£Ã«¥¸¢£«¥¯ú± êë°±  î ï È É ð ¶ , ñ ¾ ±  ò ê ë ¥Ö~: ­ð¶óô­õ 。 ìí [2 ] TOA êëÐ AOA ê š§¤( A( x1 ,y1 ) ,B( x2 ,y2 ) ,C( x3 ,y3 ) ) , ®çê ( x - x2 ) + ( y - y2 ) = d , 2 ëÙڀ‹ è ö — , ‡ œ ‚ ƒ î ï º » Ù ÷ ø ù ÿÓ± ™ š ê ë , ® ° ±    ™ š ß ~ à á 。 2 2 ( x - x3 ) + ( y - y3 ) = d , 2 2 3 Ö¯:d1 ———A ±Œ D ±øùÍÎ; (1) (2) (3) d2 ———B ±Œ D ±øùÍÎ; d3 ———C ±Œ D ±øùÍÎ。 ñÓ±™š } œ ” ™ | { , [   \ ] ^ _ º ` @ÅÆ – ™ š à á ? > = ð 2 2 ú±Íΰ± , ñûê떄ü¹•­õ¶ 。 ìí [3] RTODO êëýþÐ TOA êëÙڀ , ( x - x1 ) 2 + ( y - y1 ) 2 = d21 , ,Ó±™š< ‚;  : ™ Ð ” ™ / . - @ û / .   ð  。 ~ÜÝ Ó ± ™ š    ‡ œ  ¾  , Ð × Ø RFID žŸ¡¢ 、 £Ã¤¥¡¢,©ªŸ«¬¥¡ ¢Ùڀ , ãÑÒ RTODO - CL ¶+*¥ê ë , )‚ ƒ *  Å Æ ,  Ç   ,  ¶ ™ š à á ?°± ,      ™ š      。  1 RTODO  1. 1 TODO  Fig. 2 \]^_º`@ ,~ ™šàá?¨?,ÑÒÓ ±™š,Ð 5 m µœ‚ƒ §™šú±, 1. 2 2  Modeling schematic RTODO  §¦§¿¨ÍΩª „«¬®¯, Ð [4] ­€œ´µ½‚ Ð-˜ƒ„®€´µ½„§ (°\]§ÌɨÍÎ`#±²$ ñ\]^_@£ÃÅÆ>=ð , , §Ìɨ †Í®‡ˆÓ»™šú±‰Š, ®‹(Œ[Œ ÍÎ`#¸³(°\]´«µ¶, ¦‘– '&™š±'„, ¦‘Ó \]™·¸¹Š, îïÍÎ,§Ìɱ–$ 1 Ž。 ®¯ »™šú±™„š; '&ú± [Œ 3 Ž。 - 182 - 176 Ê Ë Ì Í Î Ç C Ï Ï Ñ 29 Ò Ð ‘’“  ™ š   4 。   Fig. 3 £“ Relationship between downhole signal œž strength and transmission distance œž Ž  , € ŽC ‘’ˆ ,  A Ÿ B ™  ›   3 —, ˜ –  ,¡¢   €­‘’, ”, ˜   €¤ ™ ,€ 5 。      ,    ­€ 4 。 ‚ 。 ƒ„:   p1 = p0 + 10·nlg ( d1 / d0 ) , (4) p2 = p0 + 10·nlg ( d2 / d0 ) , (5) p3 = p0 + 10·nlg ( d3 / d0 ) , ƒ (6) p0 ——— Fig. 5 ; p1 ———†‡ d1 ˆ†‡ p2 ———†‡ d2 ˆ†‡ p3 ———†‡ d3 ˆ†‡ n———‰Š [5]  5 :d0 ———; , ‹ 2 ; ; ; Œ 2  5 。  C  Personnel move to C node  2. 1 ‚‰Š¥¦,§¨ƒ©,§¨ª„ [6] «¬ƒ©®¯°± 。 ²³´ µ ¶, ®¯·³´,†‡ˆ”¶°±。  «¬¸‰š•¹Š‹ŒŽ‘,˜‡’Ž‘Ÿ “”Ž‘。 •º§¨ˆ, –—”˜,˜ «¬˜Ž‘。 ‡’Ž‘˜Ž‘™»¼Ž‘,  š›Ž‘,˜Ž‘œ½¾žŸ ¡, Matlab ¢¿œž£¤, £¤€ 6 。 ƒ(4) ~ (6) ŸÀš›°±, ‚ ƒ¥„。 pi = p0 + 10·nlg ( d i / d0 ) + x δ ,i = 1,2,3。 (7) Fig. 4 4  D1  Personnel moves to D1 point  4 , Ž D1   A、B、C  ,•‘’“  ,B   ©ª•Âë¬, ‘’“ A ,x δ ———š›»¼Ž‘,x δ ~ ( μ,δ2 ) 。 RTODO š°± £¤€ 6 。 ¦§¨ ŸÀÁ A、B、C  ”  ƒ , ”  , „¯  d3 ˆ ›¯  6 ®Ÿ A、B、C „ d1 、d2 、 œž ° ±,²Ä³´ÅµÆÇ,² ¶²š›°± Ç,˜·°±ÈÉ  µ¶Æ¸。 „¹» µ - 183 - ÂÃÄ,Å:RTODO - CL ©ª¡¢» Á2 ™ 177 。 Fig. 7 Fig. 6 2. 2 6 RTODO  2. 3 RTODO plus interference positioning 7  Filtering out interference after positioning simulation  ˆ´µ°¡©ª¶§¨,¥±¡¢ª«,· ”¶¸¹º¬ ®¯¡¢» ( Centroid        ,    ,  [7] localization CL) », ž, Ž»”°‹± ’“ˆŽŠ‹, ²°ˆ‰¥±ª«。 –  ³ CL »œŸ²³¡¢¦‘。 Ž‚‘  8 €。 ´¡¢¬®µ¼ N + 1 ( x,y) , ‹¶· ,Š‹†Œ。 Ž ­‘ 7 €。 Ž‚ƒ„ ’ ( x2 ,y2 ) ,C( x3 ,y3 ) ,…,N( x n ,y n ) , Žº»¼½  ­€‚ ƒ,„ †‡ˆ‰ †ƒ, ‡ˆ•‰ ƒ –—Š‹,ŒŽ˜‘’™ƒ–—‹, “” šˆ n ›ƒ–—‹,Ž“ f ( x ) = (1 / 槡2π δ) e - ( ( x - μ) / 2δ ) 。 2 ˆ”œ 0. 6 ‹ ,ž Š•: ­ 2 ›¬®­½ƒ¼ƒ ( ¬®¸ Nn ¾¢¡ x n , y n ) , • n › ƒ ¼ ¬ ®  µ ¼ ¹ ±  A ( x1 , y1 ) , B ®¯µ¼ (x,y) = ( x1 + x2 + … + xn y1 + y2 + … + yn , )。 n n (13) (8) ”œ–— 0. 6 < f ( x ) < 1, (9) 0. 15 δ + μ≤x≤3. 09 δ + μ, (10) ––—‹ˆ‹—˜[0. 15δ + μ,3. 09δ + μ]。 n μ = (1 / n) ∑ p i , δ= n i =1 (11) n (1 / ( n - 1) ) ∑ ( p i - (1 / n) ∑ p i ) 。 槡 i =1 2 i =1 Fig. 8 (12) ‡Š—˜”–—‹ˆŽŠ, •ŸŒŽ –—‹。 ¡¢ ­, ‘ 7 €。 £™š¤ › 6 ¥,œŸ ¦‘, 7 žŸ§ ¨©ª¡¢§¨,ž¡¢©ª«£›¡¢¬® A、 B、C «‚ ¯  d1 、 d2 、 d3 © ª ¢ ¡ ° ¡ § ¨。 Ž¡¢§¨¢£¤› 6 ¥±, •¦§ ¡¢²³¨©。 8  Schemati of centroid algorithm ¶‚ 8 ¸¹º, œŸ¥±ª«©² ³¾,¿ˆ»¿À n n i =1 i =1 pi = ∑pi / n = p0 + 10nlg ( ( ∑pi / n ) / d0 ) ,i = 1,2,…,n。 ¶ À ( 14 ) ¸ ¹ º ‡ Ž €。 - 184 - (14) ­, ­‘ 9 178 ¹ Fig. 9 9 º » ¼ ½  CL  Joining CL algorithm personnel positi ³ ³ ¾  11  Fig. 11 oning simulation  CL  9 。  ,  RTODO ,   RTODO - CL ,    ,  。   10 。 ¿ 29 À   Image variation with distance variation e = ( d i - d0 ) / d i × 100% 。 (15) š‹ ­Œ 11 。 Ž  CL ‘’žŸƒ 40% “”,  RTODO - CL ¡¢ƒ 32% “”, , £ ,RTODO - CL ƒˆ‰›。  ¤ 3. 2   ‹•¥–, —¦Š§˜ , 12 。 ™šŠ¥ 2,3,…,8  ,›¨。 Fig. 10  10  Human motion positioning simulation  D  D1 ,     ­ €‚  ­,ƒ D   „ , ,  D1   A ,   , †‡ˆ‰Š‹  ,  ‡ˆ‰ ­,€ Œ‚,ƒ Ž‘’“„ CL ,Œ”•–。  3  Number of nodes with error simulation ¥‹ 12 。 ›œ©ž‹ •¥– Ÿ¡,¢¥– £¤¤¥¢ªžŸ,„¦§¨,¥–  8 ,RTODO  8% “”, RTODO - CL  5. 6% “”, ƒ¥– 4  Š— ˜ Matlab †™, ‡š 0 ~ 30 m ˆ‰›œ RTODO 、RTODO - CL  œŠ, 11 。  Ž‘’, RTODO - CL «©ª。  3. 1 Fig. 12  12  «¬¬®®¯¯°±²¥³«´, ƒµ° ¶¬®±² ¯ °   · ¸ Ž ‘ ’ , ³ ´ µ °   - 185 - (  189 ) 2  , :  [ J] . 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ÌÍ°±²³ÎÅÏÄ MIMO ¡Ãµ¶“ ¡ÑÒӇ( ™š›œ) , 2013, 5(2) : MIMO ‹ŒŽ‘’“”‚ƒ[ J] . •–—˜‡ (  ) 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 (  178 ) ԓ”ÕÖ×ØÙÚÛÔÄÜÝ, ÞßàÛԓ” áâãäåæÛçèÔé。 ÇêëìíÄîï, ð RSSI “ ” ñ ß à Û Ô “ ” Æ à, ò ¥ ó Ä RTODO “”, ôõöÌ÷øùú RTODO “”ûü rection algorithm based on pulsar joint positioning model [ J ] . Space Electronic Technology, 2018, 15(5) : 83 - 86. [3] [4] ´ýãä´,þÿ~Ä}|{[ú“”öü \ëì。 ëìí]^, ÿ~_ÛÔ`¾] @‡,ô?ú“”×ØÙڏ±²>Ä=<,þ ;}|{ÿ~õ:/.-“”, :/.-., [2] B™ÆC9”[ J] . DEÇ¡, 2018, 42(8) : 73 - 78. Bao L J. Research on coordinate extraction of astronomical positio ning oriented observation target image[ J] . Research on Personnel T. Uö RSSI ~'&“”þÙÚçèÛԕÄ7‚ S [6] Dai Q, Zhai L F, Tian Y, et al. Gaussian mixture filtering with ƒ[ J] . •–, 2018, 36(12) : 198 - 201. variational optimization and its application in navigation [ J] . Fil tering on Research, 2018, 12(12) : 1 - 8. : 0, 122, 345, . }6 AOA ÄŇ78 K, . L¢MNOàPïÄÙÚçè [5] [7] ! 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Shanxi Huabin Coal Co. Ltd. , Binzhou 713500, China; 2. Office of External Cooperation & Development, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221116, China; 3. School of Mines, China University of Mining & Technology, Xuzhou 221116, China) Abstract:This paper is aimed at effectively controlling the deformation of surrounding rock of mining roadway in fully mechanized caving face in response to more serious destruction of surrounding rocks and larger deformation of roadways, such as occurs in mining roadway along goaf side of ZF202 fully mecha nized caving face in Jiangjiahe coal mine. The study involves optimizing bolt ( cable) support parameters by numerical simulation and field monitoring; and obtaining the optimum support parameters by the anal ysis of the simulation results of the row & line spacing of different bolts. Field test monitoring shows that there occur stability at 50 kN and 80 kN respectively in the force of the bolts on the coal pillar side and on the working face side, and a 40% reduction in the rib convergence. The optimized bolt support sys tem, stable when subjected to stress, could provide an effective control over the deformation of surround ing rock and thus an improved support effect. Key words:fully mechanized caving mining; mining roadway; bolt support; parameters optimization 2345: 2019 - 07 - 15 6789:;: š›œ(1984 - ) ,ž,Ÿ¡¢£Ÿ¤,—˜¥,¦§,¨©ª«: - 187 - Š¬®¯°±²³,Email: 289803044@ qq. com。 522 0 $  # " ! ú ­ % % 1 29 2 0 -,Œ 1. 5 m „ 4. 0 m × 3. 1 m Ž ƒá§。 ’ÃŒŽÅ‘†‰ŠŒŽ, ¼½   , ­€ ’“: 3 ”‰Š,¶·š: 5 ”‰Š, ‰‹ “ •–— ˜” 。 ’ÃŒŽá§ 2  。 ‚ƒ„ ,†‡ˆ‰Š‰‹ŒŽ‘,’ŒŽ [1 - 3] 。 “”­、•–—, ˜™š›•œž Ÿ¡¢˜ ZF202 £¤¥¦§¨©ª«¬®¯°, ±²³、´µ,¶·¸¹º» 500 mm,¼½¾¿º» 1 000 mm,„ 1 800 mm,ÃȎÅÆÇÈÉÊË̍’ÍÎÏ ºÀ­‘Á Ð。 ÑÒÓÔŒŽÅÆ,ÕÖÀ׌ŽØÙ,Ï ÐÚÛÜÝÞß、 ”、 à´、’á §âãäåæçè,éÊË̍’š›êÖ [4 - 5] 。 Ðë,éÊìÂÈí•îÀ­ï ðñŸ¡¢˜£¤§¨’òóôõ [6 - 10] ,ñ ö, à Ó ÷ ø ù ‰ Š Œ Ž ú û ü ý þ ZF202 ¥¦§¨©ª«ŒŽÅÆŒŽØÙ®ÿ ×ï,~}|¬’{[\]^_•–。 1 Fig. 2 1. 2  '2 @8ADEFGHIJKL Primary support sketch of working face tailgate MNOPQRST ZF202 ¥¦§ 4 # ™‚ïš­,  <=>? ZF202 ¥¦§`@?,>=^,<= 7. 5 m,›œžŸ¡, à´¢£。 ¤¥” 21. 91 ~ 27. 22 MPa,  24. 97 MPa,   ¦ § ” 1. 38 t / m3 。 ¨©¶ªÐ «¬ , ™”€ 5 ~ 590. 5 m,§ + 1 093. 8 ~ + 1 151. 2 m,¥¦§ «´µƒ 、¬®ƒ 、¶¬ ,™” 5 ~ 10 m,  7. 5 m,·.¸¹,+;º¶ž»¼@ 1 m,½® 1. 1  ZF201 ¥¦§;, ” 20 m,  ˜™    Ž  。 ¥ ¦ §   + 617. 0 ~ + ²³» 476. 8 ~ 560. 7 m,ó   。 ¥¦§  3°, :/.” 1 300 m,” 151 m, ¨©ª«、 ª«  4 , Å`  345°, †£Óï¤ ¶。 ¥¦§§ 1  。 # 10 m, ™” 9 m,¬®¯à,°±«];²³¶ªÐ ƒ 、ƒ ;„·ªÐ¾®ƒ 、 ´µƒ ¬ ,œÄ¿ÀÁ˜ÉÛ,„ 2  ½® †‡。 2. 1 IJST Ä@ ZF202 ¥¦§¨©ª«†ÃĉŠŒ 3D Ž‘ ’‚ƒ õö, *† FLAC Ä [11] )ÅˆÆ ÛÇñÉÈ|:/ő®ÿ(', Û É’‚ƒÊË。 ,Ù&/Ì(͏ 3  。 †ÎÏ - ÐÑÒÓ©´(Í, âã 200 m × 200 m × 35 m,=§„ÔÖ`¾,ó§ÕÖ Fig. 1 '1 ,×Ø 12. 5 MPa(500 m ³”) ÙÚ('óÛ Õ,’Œ: 1. 5 m „®ÿÜ,á§âã ZF202 @8ABC 4. 0 m × 3. 1 m。 ÃÝ%ØÙÞ 1。 (' ÛÇñ¶„·ß¼½ß®ÿ‚ƒàá, âã Layout of ZF202 working face ^­¯°,€‚„·ƒ „ †‡ˆï,µ ‰’„· Š‹,ZF202 ¥¦§¨©ª« ‚ƒÀ­&。 äåÉȌŽ:/æçØÙÞ  2,,d1 ¶‰Šè,d2 ¶‰Š–,d3 ½‰ - 188 - š5 › ,d4 。 、  。  Fig. 3 Table 1 3 FLAC3D  1  Physical and mechanical parameters of rock strata K / GPa G / GPa φ / ( °)  7. 43 6. 22 39. 8  10. 04 9. 08  6. 10  Table 2  C / MPa σ t / MPa ρ / kg·m - 3 5. 41 2. 72 2 520 38. 1 6. 42 3. 43 2 500 4. 12 35. 0 4. 12 2. 40 2 200 4. 53 3. 78 32. 7 2. 82 1. 07 2 400 1. 64 0. 96 29. 4 2. 64 0. 84 1 347 3. 10 3. 12 31. 0 3. 12 1. 40 2 200 2    Specific parameters of eight simulation schemes d1 × d2 / mm d3 × d4 / mm 1    2 800 × 800 800 × 800 3 800 × 900 800 × 900 4 800 × 1 000 800 × 1 000 5 700 × 900 700 × 900 6 1 100 × 900 1 100 × 900 7 800 × 900 8 800 × 900 2. 2 Ž,‘‘ 。 ’ “  4 。  FLAC3D numerical calculation model   523 œžŸ,¡:¢£ƒ¤¥¦§¨˜©™ª«  ( “ ” )  Fig. 4  ( “ ” )  4    Roadway deformation simulation of different bolt row distances (2)      3、5 ” 6     ,    ­ ZF202 €‚ƒ„ †‡。  ( “ ” )  •ƒ–—”˜,‹,ˆ• ƒ’‘ Ž,‘˜’ 800 × 900   800 × 900 — —   (1)  ( “ ” )   ( “ ” )   5 。 。 ’ “  (3) ™   1 ~ 4  , ­ ZF202 €‚ƒ„ †‡。 ˆ ‰Š‹Œ  3、 7 ” 8  ,  ­ ZF202 € ‚ ƒ „ † ‡       。 Ž, ‘ 。 ’  ˆ’‘ ‘  6。 - 189 - 524 › œ ž Ÿ ¡  ¢ ¢ ¤ 29 ¥ £ ˆ ‡•ˆ‰; „ 900 mm †” 800 mm ‡,   ‰– †,Š‹ Œ•Ž‘。 ’†— 900 mm ‡, †Œƒ„˜ˆ‰“”。 Table 3 Fig. 5 '5 jkrm^_`nopqXa Roadway deformation simulation of different bolt line space Z3 Roadway monitoring value of different schemes mm  dx dg dz dy 1 827 353 708 709 2 129 94 139 138 3 136 96 131 134 4 155 103 141 143 5 130 97 126 126 6 153 100 159 163 7 125 87 123 125 8 176 109 146 147 Z4 Table 4 Fig. 6 jsBC^_`nopqXa Roadway deformation simulation of different cable arrangement Roadway surface displacement variation range of different bolt row distances Δd x Δd b 2 - 13. 5 - 2. 5 3 - 10. 1 - 6. 7 4 100. 0 100. 0 1 357. 0 399. 0 4 % –—。 †˜‡  ˆ  ‰Š 5。  5 ,„ † 5 ™,  † 8 ™‡ƒ„˜š † 4 ™, † 6 ™‡•ˆ‰;„ † 5 ™, † 4 ™‡ƒ„˜  † 6 ™, † 10 ™‡ (4)  ,  ,   , ›™,’ †ƒ„˜†— 800 mm ‡, †œŠ šžŸŽ‘Œˆ‰ƒ„˜“”。  、 、  3 。 ,   d x ,  d g ,   d z ,  d y 。    ­€ ‚,  ƒ„   ­。 †‡  ˆ  ‰Š Δd b  4。  4 , ‹ † Œƒ„Ž‘,’ ­“€‚ƒ,„  1 000 mm jklmXanoZAvwpxyz  •: '6 ^_bc`noptuU †” 900 mm ‡, Z5 Table 5 Roadway surface displacement variation range of different bolt line distances  Δd x Δd b 3 100. 0 100. 0 5 - 2. 1 - 4. 9 6 8. 3 17. 7 •: - 190 - jkrmXanoZAvwpxyz 3 –— % ¼5 ½ ¾¿À,Á: —Ãı ,   6。  6 ,   “ ”  ,  ,      €‚ 6 Table 6 ;  ,   ­ 525 ¨·ÅÆŸ ±•² ZF201 «¬—®Ê¡³´, Ÿ ‹Œ 8 Ž‘, ˦ mm。 µ¶˜á· —“ Ì  ” ÅÝÍ ZF201 «¬—®  ZF202 «¬—®¯‰Š˜(  ) ²¡ F m ¾¸ ¹ F d Åč 7。 。  Roadway surface displacement variation range of different cable arrangement  Δd x Δd b 3 100. 0 100. 0 7 - 8. 6 - 6. 4 8 18. 6 10. 0 % : 3 。 „ †‡ˆ 3, ‰Š‹ŒŽ, ‘ Ž ’‚ Ž。 ƒ, 3  3. 1  Fig. 7  “­€”‚ƒ, •– —„ †‡˜ˆ†‰Š, ‹Œ 7   Supporting sketch of working face tailgate after optimized Ž,‹Œ 7 Ž‘。 # ™š,˜˜•‡ 22 –— ˜ ™ š › œ ž š ˜ Ÿ,     800 mm × ’“” 900 mm,† 2 400 mm,¡¢£¤¥›400 N·m, ¦§ 150 mm × 150 mm × 10 mm ¨œŽ© ª¦§ 450 mm × 280 mm × 5 mm W ž« †¬;‡22 mm,1 × 7 žœŽ¥®¯¡ ,  1 800 mm, † Ÿ¡ž°±,  “ ”²” Fig. 8 7 300 mm,³´¡¢¡¢€ 200 ~ 250 kN; µ¶,£·¤ 500 mm ¥,¸£·¤ 1 550 mm ¥( ’ ¦ ),•¹º§»¨,† 4 300 mm;©• Table 7 500 600 400 1 000  500 m Ã,Ē 400 m 묗 150 m, Å묗ÆǦ È,‹ 400 m ­É, - 191 - € ‚ƒ tions 3. 2 400 m à ­ Statistical table of monitoring results of two sta d/ m  ¤ ZF202 «¬—®¯‰Š’°Â  Layout of monitoring stations 7 ©ª 300 mm × 300 mm × 14 mm œŽ¨¼ ½©¾«¿,«¼½,©œ¥› 60 mm,ÀÁ› 14 mm。 8 d b / mm F m / kN §Î± «¬—± 37 ~ 90 20 ~ 130 20 ~ 80 30 ~ 135 º» 50 º» 70 º» 80 º» 90 F d / kN ˜  º» 40 º» 60 º» 60 º» 70 526 å æ ç ã ,  86 m , ,  ,   , 37 kN  90 kN, 50 kN ;  ZF201  100 m ,  ,  20 kN  130 kN,  80 kN ;,  ;   ­€‚ ƒ 600 mm,„ †‚ƒ,‡, „  。 ˆ‰Š‹   50 m Ž‘’„ Á  [1] † ʏ, Š, Ë, Ì. [ J] . Ðѐ [2] Ô. Í , ׋, Ž, Ì. ³¢™š ­€›œžŸ, ¡ ¤¥¦, ‚ƒ 1 000 ¢£ mm,‡§¨ 500 mm, „ ©ª, ‰Š«¬— ˜,®¯°±²³—’´†µ。 (2) ¶·¸¹º˜ , » , »  ·;³ ,¢ª‰Š。 (3) ¼œ FLAC3D ¸¹½¾ (  )  ØŠ֌ À­‘” «¬ÁÂ[J]. £Ö±² žÒÓ, 2018, 35(1): 19 - 26. , , ’, Ì. ‰ŠÃ¶¶·¸¹½ Ù[J]. £Ö±² žÒÓ, 2006, 23(4): 398 - 401. [6]  ‹ÒÓ, 2012, 37(4) : 535 - 542. ‰ŠÁÂÐѐ»Õ[ J] . Ô, ,  ÚÐѐ»Õ[ J] .  ‹ÍŒ£Îό£Í” £, 2008, 13(1) : 1 - 5. [5] (1) ™š  ÈɁ : [4]   (  ) Æ ½ ,  Ê —˜ˆ‰。 ,„ 4 è 29 é Ó ½ 50 Ê 80 kN, ‚ ƒÈ‡¾ 400 mm, (  ) , ÆÇ«¬ DŽ [3] –‚ƒ 1 000 mm,‰Š—˜。 Ò (4) ÄÅŸ Œ , † “, ” ; ‰Š•”, Ò ‹Ä, , Ì. ͏¡“‰Š ‹ÒÓ, 2015, 40(10) : 2225 - 2233. , ­€‚. ÍÛ܃ÆÇ„ ”­« . ÍÛ³¢—ÇÆDŽ Üݔ¬ ¬ÐÑ[ J] . £Ö±² [7] •„, – «¬[ J] . £Ö±² [8] á—â, • [ J] . [11] ‰Š—˜,¿¾À­€‚ƒ„Á Âö。 ‹ÒÓ, 2011, 36(6) : 914 - 919. Ô, ×ߌ, Ž‘’, Ì. Œ£ÁÂà–[ J] . [10] žÒÓ, 2015, 32(4) : 571 - 577. †‡ˆ, ‰­Þ, •Š‹, Ì. Í—ÇÆÇ«¬Á ÂÐÑ¢Ú[ J] . [9] žÒÓ, 2012, 29(1) : 1 - 7. ֓”ÍÛÆÇ«¬•® ‹ÒÓ, 2018, 43(7) : 1789 - 1800. ˜. ¤“¥¦§—Ç„™­ÁÂÐÑ ‹ãÒÁÂ, 2018, 46(1) : 68 - 73. š›œ, ត. FLAC / FLAC3D ˜Ÿ ¢: Ÿßš£š¤ä¥¦, 2013. ž»¡[ M] . ™  - 192 - (    ) - 193 -