周辺岩盤緩み円理論と弾塑性力学計算法と深層学習を組み合わせた周辺岩盤緩み円理論の道路支持への適用について

The use of surrounding rock loosening circle theory combined with elastic-plastic mechanics calculation method and depth learning in roadway support.

• Qingyun Xu
• Yongming Li
• Jie Lu
• Lei Zhang

抄録

炭鉱など深部道路掘削を必要とする採掘法において、道路支保工の設計手法を検討し、技術的な支保工を提供することを目的とする。文献検討を通じ、車道の周辺岩盤緩み帯の発生、発生メカニズム、影響因子を分析する。周辺岩盤の緩みの特性に応じて検出方法を選定する。弾塑性力学の知識を用いて、深部再採掘道路における周辺岩盤の破壊メカニズムを理論的に検討した。人工ニューラルネットワーク予測モデル(ANN)に基づき、周辺岩石を分類し、決定システムの支持ネットワークモデルを構築する。路盤支持設計後、通常、掘削後約7日以内に洞床沈下の急激な変化が発生し、総沈下量は14mmとなる。翌月には変形が緩やかになり、沈下量も小さく、1ヶ月後には基本的に安定しています。洞穴沈下率の曲線を見ると、7日後の洞穴沈下率は1mm/d以下であることがわかります。収束率も7日後には1mm/d以下となっています。洞口はABとCDがあり、収束値はABが6.47mm、CDが10.26mmとなっています。CDはABよりもやや大きく、1ヶ月後には安定に近くなっています。金庫が沈下して安定する時期と本質的に一致しており、変形量もほぼ同じである。このことから、作業面の前進に伴い、作業面から離れた区間の周辺岩盤の変位量が徐々に減少し、周辺岩盤が安定することがわかります。また、門部の周辺岩盤の変位の安定時間は、初期支持下での洞穴沈下の安定時間とほぼ同じであり、変形量もほぼ同じであることから、支持パラメータや施工方法が合理的であることがわかる。

The objective is to study the design method of roadway support and provide technical support for coal mining and other mining methods that need deep roadway excavation. Through literature review, the occurrence, development mechanism and influencing factors of surrounding loose rock zones of roadways are analyzed. A method of detecting is selected according to the characteristics of surrounding rock loosening. Knowledge of elastoplastic mechanics is used to theoretically study the failure mechanism of surrounding rock in deep re-mining roadways. Based on the artificial neural network prediction model (ANN), the surrounding rock is classified and a support network model of the decision system is constructed. After the design of roadway support, a sharp change of vault subsidence normally occurs within about 7 days after excavation, and the total subsidence is 14 mm. In the following month, deformation is slow, subsidence is small, and it is basically stable after one month. The curve of the vault subsidence rate shows that the vault subsidence rate is less than or equal to 1mm/d after 7 days. The convergence rate is also less than 1 mm/d after 7 days. There are two cave mouths AB and CD, and the convergence value of AB is 6.47mm, CD is 10.26mm: CD is slightly larger than AB, and it is close to stable one month later. It is essentially consistent with the time of vault settlement and stability, and the amount of deformation is approximately the same. This shows that, with the advance of the working face, the displacement of the surrounding rock in the section away from the working face will gradually decrease and the surrounding rock will be stable. The stability time of surrounding rock displacement of the portal section is the same as that of vault subsidence under the initial support, and the amount of deformation is approximately the same, indicating that the support parameters and construction methods are reasonable.