Published November 3, 2023 | Version v1
Publication Open

Study of the Roof Deformation Characteristics of Roadway Excavation Face and Unsupported Roof Distance

Creators

  • 1. Ministry of Education of the People's Republic of China
  • 2. Xi'an University of Science and Technology

Description

In order to address the issue of slow excavation speed caused by various factors affecting the stability of the roof in the excavation face and the unreasonable distance of the unsupported roof, a mechanical model of the roof in the excavation face area is established. This model is based on the superposition method in the material mechanics. The immediate roof deflection curve equation and the maximum unsupported roof distance discriminant formula of the heading head are derived. The allowable deflection is used as the discriminant method of the maximum unsupported roof distance. The calculation method of the key parameters in the formula is obtained and compared with the existing maximum unsupported roof distance calculation formula. Using the single-variable sensitivity analysis method and the bivariate interaction analysis method, we determine the key factors affecting the deformation of the roof in the excavation face and their interaction relationships. The results indicate that among the 10 factors affecting the deformation of the roof in the temporary support area of the excavation face, there are 3 key factors. Under unchanged geological and mechanical conditions, the deformation of the roof primarily depends on the length of the temporary support area and the temporary support load. To provide a practical example, we calculate the maximum unsupported roof distance of 30304 tailgate in the Yanghuopan Coal Mine to be 3.4 m. Numerical simulation and field monitoring results confirm that the deformation of the roof in the excavation face is minimal, and the stability of the rock is good.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

من أجل معالجة مسألة سرعة الحفر البطيئة الناجمة عن عوامل مختلفة تؤثر على استقرار السقف في وجه الحفر والمسافة غير المعقولة للسقف غير المدعوم، يتم إنشاء نموذج ميكانيكي للسقف في منطقة وجه الحفر. يعتمد هذا النموذج على طريقة التراكب في ميكانيكا المواد. يتم اشتقاق معادلة منحنى انحراف السقف الفوري والحد الأقصى لصيغة تمييز مسافة السقف غير المدعومة لرأس العنوان. يتم استخدام الانحراف المسموح به كطريقة مميزة لأقصى مسافة سقف غير مدعومة. يتم الحصول على طريقة حساب المعلمات الرئيسية في الصيغة ومقارنتها مع صيغة حساب الحد الأقصى لمسافة السقف غير المدعومة الحالية. باستخدام طريقة تحليل الحساسية أحادية المتغير وطريقة تحليل التفاعل ثنائي المتغير، نحدد العوامل الرئيسية التي تؤثر على تشوه السقف في وجه الحفر وعلاقات التفاعل بينهما. تشير النتائج إلى أنه من بين العوامل العشرة التي تؤثر على تشوه السقف في منطقة الدعم المؤقت لوجه الحفر، هناك 3 عوامل رئيسية. في ظل الظروف الجيولوجية والميكانيكية التي لم تتغير، يعتمد تشوه السقف في المقام الأول على طول منطقة الدعم المؤقتة وحمل الدعم المؤقت. لتقديم مثال عملي، نحسب أن الحد الأقصى لمسافة السقف غير المدعومة للباب الخلفي 30304 في منجم يانغهوبان للفحم هو 3.4 متر. تؤكد نتائج المحاكاة العددية والمراقبة الميدانية أن تشوه السقف في وجه الحفر ضئيل، وأن ثبات الصخور جيد.

Translated Description (French)

Afin de résoudre le problème de la vitesse d'excavation lente causée par divers facteurs affectant la stabilité du toit dans la face d'excavation et la distance déraisonnable du toit non supporté, un modèle mécanique du toit dans la zone de la face d'excavation est établi. Ce modèle est basé sur la méthode de superposition dans la mécanique des matériaux. L'équation de la courbe de déviation immédiate du toit et la formule discriminante de la distance maximale non supportée du toit de la tête de cap sont dérivées. La déflexion admissible est utilisée comme méthode discriminante de la distance maximale non supportée du toit. La méthode de calcul des paramètres clés de la formule est obtenue et comparée à la formule de calcul de la distance maximale non prise en charge existante. À l'aide de la méthode d'analyse de sensibilité à une seule variable et de la méthode d'analyse d'interaction à deux variables, nous déterminons les facteurs clés affectant la déformation du toit dans la face d'excavation et leurs relations d'interaction. Les résultats indiquent que parmi les 10 facteurs affectant la déformation de la toiture dans la zone de support temporaire de la face d'excavation, il y a 3 facteurs clés. Dans des conditions géologiques et mécaniques inchangées, la déformation de la toiture dépend principalement de la longueur de la zone de support temporaire et de la charge de support temporaire. Pour donner un exemple pratique, nous calculons que la distance maximale du toit non soutenu de 30304 hayon dans la mine de charbon de Yanghuopan est de 3,4 m. Les résultats de simulation numérique et de surveillance sur le terrain confirment que la déformation du toit dans la face d'excavation est minimale et que la stabilité de la roche est bonne.

Translated Description (Spanish)

Con el fin de abordar el problema de la lenta velocidad de excavación causada por diversos factores que afectan la estabilidad de la cubierta en la cara de excavación y la distancia irrazonable de la cubierta sin soporte, se establece un modelo mecánico de la cubierta en el área de la cara de excavación. Este modelo se basa en el método de superposición en la mecánica de materiales. Se derivan la ecuación de la curva de deflexión inmediata del techo y la fórmula discriminante de distancia máxima del techo sin soporte del cabezal de rumbo. La deflexión permitida se utiliza como el método discriminante de la distancia máxima del techo sin soporte. Se obtiene el método de cálculo de los parámetros clave en la fórmula y se compara con la fórmula de cálculo de distancia de techo máxima no soportada existente. Utilizando el método de análisis de sensibilidad monovariable y el método de análisis de interacción bivariante, determinamos los factores clave que afectan a la deformación de la cubierta en la cara de excavación y sus relaciones de interacción. Los resultados indican que entre los 10 factores que afectan a la deformación de la cubierta en la zona de soporte temporal de la cara de excavación, hay 3 factores clave. En condiciones geológicas y mecánicas inalteradas, la deformación de la cubierta depende principalmente de la longitud del área de soporte temporal y de la carga de soporte temporal. Para proporcionar un ejemplo práctico, calculamos que la distancia máxima del techo sin soporte de la compuerta trasera 30304 en la mina de carbón Yanghuopan es de 3,4 m. Los resultados de la simulación numérica y el monitoreo de campo confirman que la deformación del techo en la cara de excavación es mínima y la estabilidad de la roca es buena.

Files

9916513.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:d84d534caf336fe9328d11bcc2f054b4
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
دراسة خصائص تشوه السقف لوجه حفر الطرق ومسافة السقف غير المدعومة
Translated title (French)
Étude des caractéristiques de déformation du toit de la face d'excavation de la chaussée et de la distance du toit non supporté
Translated title (Spanish)
Estudio de las características de deformación del techo de la cara de excavación de la carretera y la distancia del techo sin soporte

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4388304362
DOI
10.1155/2023/9916513

Is supplement to
https://openalex.org/W4248012965 (Other)
https://openalex.org/W3127330348 (Other)
https://openalex.org/W2389486868 (Other)
https://openalex.org/W2380471601 (Other)
https://openalex.org/W2367823038 (Other)
https://openalex.org/W2366777762 (Other)
https://openalex.org/W2286924402 (Other)
https://openalex.org/W2073597385 (Other)
https://openalex.org/W1539309609 (Other)
https://openalex.org/W138126719 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1988793385
  • https://openalex.org/W2180522918
  • https://openalex.org/W2359055278
  • https://openalex.org/W2405007356
  • https://openalex.org/W2562492136
  • https://openalex.org/W2725669950
  • https://openalex.org/W2749843228
  • https://openalex.org/W2889399216
  • https://openalex.org/W2913264950
  • https://openalex.org/W2965152914
  • https://openalex.org/W2971883024
  • https://openalex.org/W3022676999
  • https://openalex.org/W3048433605
  • https://openalex.org/W3081377624
  • https://openalex.org/W3111700036
  • https://openalex.org/W3133987464
  • https://openalex.org/W3199793682
  • https://openalex.org/W4224252633
  • https://openalex.org/W4313256032
  • https://openalex.org/W4313396361
  • https://openalex.org/W4378187452
  • https://openalex.org/W4382020707
  • https://openalex.org/W4385252242