基于改进组合弹簧模型的矿井地应力场计算方法
赵毅鑫1
赵良辰2
杨东辉3
边华2
杨哲2
宫智馨2
1.中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)煤矿灾害预防与处置应急管理部重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000832.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000833.山西大同大学 煤炭工程学院,山西 大同 037003
摘要：地应力场是影响围岩稳定性的重要因素,准确反演计算地应力场是采矿工程设计中的难点.结合布尔台矿Kaiser法实测地应力数据,提出了一种基于改进组合弹簧模型的地应力场计算方法,并与侧压系数法、经典组合弹簧模型法等的结果和实测值进行了对比.利用FLAC3D研究了不同侧向应力边界条件下布尔台矿42105工作面矿压显现规律,并与实测矿压数据进行了对比分析.研究结果表明:所提出方法计算的应力场与实测值间主应力均方根平均误差均值为1.831,较其他反演计算方法降低了14.6％～42.2％;对称平均绝对百分比误差均值为19.45％,较其他反演计算方法降低了3.4％～36.9％.将该方法计算的应力作为应力边界时,模拟得到的支撑力与实测数据间的均方根误差的平均值为66.55,相较于侧压系数法降低了7.75％,相较于经典组合弹簧模型法降低了32.45％;对称平均绝对百分比误差的平均值为15.75％,相较于侧压系数法降低了6.61％,相较于经典组合弹簧模型法降低了20.67％.因此,该方法能够较准确计算地应力场并为精准模拟矿压规律提供新的应力边界施加方法的参考.
关键词：Kaiser法地应力反演组合弹簧模型克里金插值数值模拟
分类号：TD32(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52225402)国家重点研发计划(2022YFC3004602)
论文发表日期：2024-02-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：14( 99-112 )
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