基于应力集中系数的巷道断面优化及支护研究

朱梦博^1,2，王李管^1,2，张炬^1,2

1. 中南大学资源与安全工程学院2. 中南大学数字矿山研究中心

摘 要：为突破传统"应力集中程度"的定性概念,提出了表征巷道断面应力集中程度的线系数K1和面系数K2。以舞阳铁矿典型巷道为例,建立了数值计算模型,用有限元法对不同矢跨比下的巷道断面模型进行了应力分析,并计算了对应的线系数K1和面系数K2,同时研究了最优支护方案。结果表明:应力集中系数K1、K2能够较好地反映一定围岩条件和应力场环境下巷道断面的应力集中程度,可为巷道断面优化及支护问题提供依据。舞阳铁矿最优巷道断面为矢跨比1/3型,支护层最优厚度为200 mm,优化结果与实际情况一致。

关键词：量化方法;应力集中系数;断面优化;巷道支护;线系数;面系数;