围岩温度对巷道变形规律的影响
巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究
巷道围岩峰后大变形过程的稳定性特征及锚固控制机理研究煤矿巷道支护的根本目的是确保巷道围岩不发生过量位移,围岩-支护共同作用原理是进行巷道围岩控制的理论依据,目前在此领域已被公认的理论是巷道围岩在峰值强度之前其位移与支护力成反变关系的结论。
岩石峰值强度之后的力学行为特征统称为峰后特性,许多巷道在其服务期间经历掘进、回采等多重生产工序的扰动,围岩经历弹塑性-破裂-破碎-松动等状态的变化,有些巷道围岩从掘进开始就已经处于峰后大变形状态。
因此,巷道围岩的控制是一个复杂的过程,显然,支护力与位移成反变关系的结论已不能满足指导峰后大变形巷道围岩控制的需要。
基于此,本文对包含峰后阶段巷道的围岩与支护相互作用全过程进行研究,综合运用现场试验、物理模拟、数值模拟和理论分析等方法,分析不同条件下巷道围岩随表面位移的增大围岩的应力、位移和结构特征,揭示了巷道围岩分别处于连续体介质以及非连续体介质(峰后破裂、破碎、松动状态)下围岩-支护平衡的特征与机理。
提出了相应的稳定性控制原理,并应用于指导现场巷道支护。
概括之,本文主要研究工作与获得的有益认识如下: 1.根据岩石不同围压的三轴压缩试验结果,分析岩体峰后强度和变形特征以及其相关性,揭示了岩体峰后特性为: 随围压增高具有由脆性向延性转换的特征；峰值抗压强度和峰后残余抗压强度与围压呈线性增函数关系；峰值抗压强度与残余抗压强度之差与围压呈线性关系。
2.针对目前岩体弹塑性本构模型在模拟巷道围岩破裂、破碎、松动等方面与现场实际不一致的问题,从岩体宏观方向出发,依据岩体峰后特性提出了岩体进入峰后变形阶段其强度曲线在最大-最小主应力平面绕固定点旋转,与之对应的强度包络面在主应力空间收缩和膨胀的观点,建立了采用两组三轴压缩试验所得的9个相关物理量(E、v、σcp1.σcr1.σw1.σcp2. σcr2.σw2.εr)描述岩体峰后特性的方法和公式。
通过建立其与Mohr-Coulomb本构模型之间的关系,实现了宏观描述岩体峰后变形的破裂、破坏和碎裂流动,并据此建立了岩体峰后FRMF 本构模型的理论基础,嵌入数值计算软件实现了在岩石工程分析中的应用。
煤矿开采中巷道变形的影响因素作用分析
煤矿开采中巷道变形的影响因素作用分析发布时间：2022-10-24T02:39:45.803Z 来源：《新型城镇化》2022年20期作者：刘浩[导读] 煤矿巷道一般是在工程性质相对较差的沉积岩系中构筑相对稳定的地下通道，往往在采动应力作用下出现大变形，严重制约了煤矿安全生产。
山东泰山能源有限责任公司协庄煤矿巷修工区山东新泰 271200摘要：井下巷道围岩在巷道掘进过程中的稳定性直接决定了井下巷道掘进效率和安全性，随着煤矿综采作业深度的不断加大，大深度巷道掘进作业过程中所面临的矿压波动和应力集中问题突出，特别是在围岩强度低、破碎明显的区域，围岩变形严重，给井下综采作业安全带来了严重的隐患。
在弱胶结软岩巷道掘进的过程中，围岩的层理结构及侧压力系数对巷道的变形具有直接的影响，针对变形的影响因素进行模拟仿真分析，从而针对性的进行巷道支护，减小巷道的变形。
关键词：煤矿开采；巷道变形；影响因素；有效措施中图分类号：TD82 文献标识码：A引言煤矿巷道一般是在工程性质相对较差的沉积岩系中构筑相对稳定的地下通道，往往在采动应力作用下出现大变形，严重制约了煤矿安全生产。
回采巷道作为采区的重要组成成分，担负着运输、回风及通行的重要作用。
然而，开采中回采巷道受到“三高一扰动”等影响易产生冲击地压、大变形等非线性动力学灾害。
高强开采中巷道断面随着采煤机、掘锚机、液压支架等机械尺寸的不断增大，特别是大断面开切眼二次掘进过程中先掘部分变形剧烈、回采过程中端头支护处易产生底鼓、炸帮等。
加剧了巷道的矿压显现，回采巷道的围岩控制问题一直是阻碍我国煤炭工业可持续发展的因素之一。
1 围岩变形机理通过对井下地质状况的勘探，导致深井高应力软围岩破坏的原因主要是复杂的变形力机制引起的，第一种是由于高地应力导致的变形，其变形的机制是应力扩容型（IIABCD）。
第二种是油液围岩软弱、强度低导致的，其变形机制为结构变形（IIIBC）。
第三者是大断面效应引起的，其变形机制为结构变形（IIIE），在三种变形机制的作用下，导致了深井高应力软围岩在工作过程中发生负复合型变形。
掘进巷道围岩散热演化规律分析
收稿日期 ： ２ ０ １ ６—１ １ —２ ９ 作 者简介 － 屈永 良（ １ ９ ９ ０一） ， 男， 山东济宁市人 ， 山东科技大学矿业与安全 工程学院硕士研究生在读。
１ ２ ９
由图 １ 可知 ： 围岩 的岩性 对 围岩 的放 热量影 响 （ ２ ） 假 设巷道 里 风流 速度 不 同 ， 则可 得 巷 道 罔 较 大 且网岩 的岩 性 中 其主 要 影 响 作 用 的是 围岩 的 岩 的散 热 量在不 同风 速 下随 着 通 风 时 间 变 化 的关 导 热 系数 ； 围 岩 的散 热 量 随 着 通 风 时 问 的 延 长 先 系 。 增 大后 减小 。
岩， 由于刚被 挖掘 裸露 出来 ， 它 的散 热就 变 得 更 加
ａ为岩石 的导 温 系数 ， ｍ ／ ｓ 。
２围岩散 热量 变化 趋势模 拟与 分析 ２ ． １围岩 散 热量 变化趋 势模拟 与分析
的复杂 ， 其 散 热 量 变 化 趋 势 更 是 难 以琢 磨 。 为 了 有 效地 对掘 进 工 作 面 进 行 热 害 防治 ， 下 面 对 掘进 巷 道里 的 围岩散 热量在 各影 响 因 素作 用下 的 变 化 趋 势进 行研 究 。 １围岩传热 模型 在 井下 ， 井 巷 围 岩 里 的 传 导 传 热 是 个 不 稳 定 传 热过 程 。把 巷 道 看 成 一 个 空 心 圆 柱 体 ， 以巷 道 中心 为轴建 立柱 坐标 系 ， 则 围岩 热传导 方程 为 ｊ ：
图２ 围岩 放热 量 与 风 流 风 速 以 及 通 风 时 间 的 关 系
由图 ２可知 ： 围 岩的散 热 量随风 速 的增 加而 增 加， 但是增幅在逐渐 的减小 ； 围岩的散热量随着通 风时 间 的延长 先增 加后 减小 。 ２ ． ２围岩散 热量极 值 点分析 通过 分析 上述 三 组 影 响 因 素对 围岩 散 热变 化 趋 势的影 响 可 知 ， 无论巷道 当量半径 、 风速、 罔 岩 岩性 如何 变 化 ， 同 岩 的 散 热 量 总 是 随 着 通 风 时 间 的延长而先增加后减小。 为对 围岩 的散 热 量 的 变 化趋 势 进 行 进 一 步 分 析， 现对 围岩 放热 量 的极 大 值 点 数 据 进 行解 算 ， 得 到 以下规 律 ：
温度变化下围岩参数对隧洞喷层结构温度和应力的影响
温度变化下围岩参数对隧洞喷层结构温度和应力的影响姜海波;吴鹏;张军【摘要】在高地温环境下,地下洞室气温及围岩温度的变化会导致围岩应力、混凝土喷层温度和应力的改变,为了研究围岩参数随温度变化时对混凝土喷层温度和应力的影响,结合新疆某电站引水隧洞工程,研究高地温对围岩力学参数的影响,分析围岩参数随温度变化时对混凝土喷层温度和应力的影响机制,分别对围岩和喷层的热力学参数随温度变化时对喷层的温度和应力的影响进行了分析.研究结果表明,当温度从20℃升高至100℃时,围岩弹模、比热、导热系数和线膨胀系数随温度变化时对喷层应力影响不超过5％;混凝土弹模、比热、导热系数和线膨胀系数参数随温度变化时对喷层受力影响不超过5％,温度升高对喷层应力的影响较小.该问题的研究,为高地温区围岩喷层结构的设计和施工中采取合理的温控措施提供了理论依据.%The change of rock internal microstructure along with temperature increasing leads to the variation of surrounding rock stress,strain and temperature of concrete shotcrete layer.The temperature and the thermal stress of the lining concrete will affect the strain and temperature of concrete shotcrete layer,and its influence mechanism was discussed.It is very important to control stability of supporting structure.Taking Xinjiang's diversion tunnel as a research object,through comparing the maximum temperature,maximum temperature difference between inner and surface,minimum temperature,maximum tensile stress in early period and winter,the effects of the change of temperature in tunnel and surrounding rock on the temperature and thermal stress of the hning concrete as well as occurrence,development and control of the temperature cracks areanalyzed.The results show that both the temperature in tunnel and the temperature of surrounding rock have no significant influences on the temperature field and stress field of the lining concrete.The deformation modulus of rock mass,specific heat,thermal conductivity,coefficient of linear expansion of rock have smaller changes in temperature between 20 ℃ t o 100 ℃ and the influence of temperature stress of shotcrete layer is small.The research results provide valuable references for the design and construction of tunnel engineering.【期刊名称】《石河子大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(035)001【总页数】6页(P46-51)【关键词】引水隧洞;围岩参数;混凝土喷层;温度;喷层应力【作者】姜海波;吴鹏;张军【作者单位】石河子大学水利建筑工程学院,新疆石河子832003;新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院,新疆乌鲁木齐830000;新疆维吾尔自治区水利水电勘测设计研究院,新疆乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】U661.32高地温环境下的岩石工程问题，已成为岩石力学发展的新方向[1]。
煤矿开采中巷道变形的影响因素作用分析_1
煤矿开采中巷道变形的影响因素作用分析发布时间：2022-10-31T01:59:33.359Z 来源：《工程管理前沿》2022年第13期作者：马跃[导读] 煤炭是中国能源供应的主要形式。
马跃陕西省榆林市府谷县庙沟门镇涌鑫公司安山煤矿陕西榆林 719407摘要：煤炭是中国能源供应的主要形式。
随着我国东部地区煤炭资源的不断开发利用，煤炭资源逐渐减少。
西北部煤炭储量丰富，目前开采利用率低。
西北地区煤矿区的成岩作用时间相对较短。
煤层底板以弱胶结软岩为主，如粉砂岩、碳质泥岩和中细砂岩。
岩层的机械强度较低，遇水时容易膨胀和泥泞，胶结性差。
在这种煤岩下开采煤时，在巷道开挖过程中，大断面软岩容易产生围岩大塑性变形范围，复合顶板下沉导致巷道弯曲破坏。
针对巷道开挖过程中引起巷道变形的主要因素，采用模拟分析方法分析其变形效应，为巷道支护提供参考，有针对性地开展巷道支护，减少巷道变形，确保煤矿安全生产。
关键词：煤矿开采；巷道变形；影响因素；作用1巷道崛起技术概述巷道上升技术对煤矿开采具有重要意义，也是关键技术之一。
巷道上升对矿山也有积极影响，采矿巷道的数量将越来越多。
在我国，开展巷道崛起主要有三种方式：一是悬臂挖掘机，在我国应用广泛，应用时间相对较长。
第二种是使用连续采矿机和杆式瞄准钻机，其应用有限，在蒙古通常使用较多。
三是挖掘和锚固单元的挖掘和锚固一体化的兴起。
这种方法尚未正式投入使用，仅在一些矿区进行了测试。
2巷道围岩变形分析模型的建立对引起巷道变形的影响因素作用进行仿真分析，在岩土工程数值模拟的软件中，选用FLAC3D对工作面巷道的变形破坏进行数值模拟。
FLAC3D能够对岩石、土质及其他的三维受力结构进行准确的模拟，特别是针对岩层的弹塑性破坏进行准确的模拟，在岩土工程界具有广泛的应用，适用于对巷道的变形进行分析。
以某正在开采中的弱胶结软岩巷道为例对巷道的变形进行分析，煤层的埋深为540m，侧压力系数为1.2，对引起巷道变形的因素进行分析，设定模型的大小为100m×20m×100m（长×宽×高），巷道的断面尺寸为5.6m×3.6m，是大断面巷道，对于巷道的变形更加敏感，建立巷道的模型。
巷道围岩应力分布影响因素的研究
巷道围岩应力分布影响因素的研究
巷道围岩应力分布受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1.地质条件：地质构造、岩性、断裂、节理等地质条件对巷道围岩应力分布有着重要的影响。
例如，岩性较硬的围岩会对巷道施加较大的应力，而断裂和节理则会导致应力集中。
2.工程条件：巷道的尺寸、形状、支护方式等工程条件也会影响围岩应力分布。
例如，巷道尺寸较大时，围岩应力分布会更加均匀；而采用某些支护方式（如锚杆、喷锚等）可以改变围岩应力分布。
3.周围环境：周围环境的温度、湿度、地下水位等因素也会对围岩应力分布产生影响。
例如，地下水位升高会导致围岩应力增大。
4.工作面进度：巷道开挖的进度也会对围岩应力分布产生影响。
例如，当工作面进度较快时，围岩应力分布会更加不均匀。
综上所述，巷道围岩应力分布受到多种因素的影响，需要综合考虑各种因素，采取合适的支护措施，以保证巷道的安全稳定。
采矿论文-沿空巷道围岩变形破坏机理及稳定性分析
第二章沿空巷道围岩变形破坏机理及稳定性分析巷道围岩变形破坏是巷道失稳的外在表现，研究沿空巷道变形破坏机理是研究巷道失稳的前提与基础。
因此，本章通过通过理论分析、数值模拟结合现场观测研究沿空巷道围岩变形破坏特征，归纳出其影响因素，为研究沿空巷道失稳机理及巷道控制技术打下基础。
2.1沿空巷道围岩应力分布规律巷道表面位移、破坏表现为巷道顶底板及两帮的变形破坏，在沿空掘巷围岩结构中小煤柱的变形失稳是整个巷道变形失稳的重点，围岩结构的应力变化引起巷道的变形，因此有必要对沿空掘巷的围岩结构的应力变化进行深入分析。
有研究表明，沿空掘巷在掘进及回采期间巷道围岩应力表现出一定的规律性[24-27]。
（1）顶板①垂直应力在巷道的掘进期间，由于破坏了巷道原来的应力平衡状态，引起应力重新分布。
垂直应力沿着顶板层面呈现非均匀状态，巷道中部的垂直应力明显较低，而在煤帮附近应力较高，这是因为由于巷道开挖形成了类似于压力拱的结构存在。
在巷道从掘进到稳定期间，垂直应力在整个层面上都有不同程度的降低，这就造成了顶板的变形主要发生在中浅部围岩，且优以顶板的中部破坏严重。
②水平应力在受到本工作面采动影响时，水平应力有明显的上升。
顶板中应力的明显上升，由于压曲作用的存在，致使巷道中垂直应力增大，顶板将在大范围内下沉和变形。
（1）小煤柱帮掘巷前靠近上工作面采空区部分为破碎区，靠近巷道部分为原来承受高压的弹性区与塑性区，掘巷后煤体应力急剧降低，发生破坏而卸载，产生向巷道方向的位移。
①垂直应力在小煤柱与巷道顶板的交界处，垂直应力呈现基本一致性，靠近采空区一侧的煤体因破坏而卸载，应力水平较低。
靠近巷道一侧煤体应力相对较高，垂直应力明显集中，受回采时影响达到最大值。
②水平应力沿小煤柱宽度方向，应力分布呈现明显的区域性，从靠近采空区侧依次分为破裂区、塑性区和弹性区。
具体见图2-1，在煤柱两侧存在破裂区，应力承载能力小。
在巷道掘进及稳定期间，水平应力沿煤柱高度方向上的分布呈现一致性，应力集中程度较低，在受本工作面采动影响时，在煤柱高度范围内水平应力均有不同程度增加的趋势。
深部复杂条件下巷道变形与破坏影响因素及对策
（） 的作用 。巷道 围岩 中含水较 大 时， ５水 将会 加 快 和加
在 １ ．ｍ ／ 间 ～１ ８ ｍｄ之
（） １围岩 性质。决定巷 道变形与破坏 的主要 因素。存在 软岩石 或膨胀 性岩 石的巷道 ， 仅变 形与破坏 的速 度加 快 ， 不
而且 变形 与破坏 的形式也趋 于多元 化 。统计资料表 明 ， 一 在
５０ ０ ｍ水 平以下 ， 软岩巷道 的破 坏率 占 ５ ％， ６ 而在所 有变 形破
平 ， 前 一８０ 目 ５ｍ水 平 为生 产水 平 ， 其余 水 平 已基 本 开 采完
毕。
一
８０ ５ ｍ水平井 田境界 位于 Ｆ １ 断层西 北 。其 范 围东 ２号
块滑动脱落 。另外 ， 工程水 流人 巷道 ， 过裂 隙浸蚀 巷道 底 通 板， 常引起巷道底鼓。 （） 间 的影 响。由于许 多 岩石 尤 其 是软 岩具 有 流 变 ６时 性 ， 以即使巷道 处于不变 的静载 荷作 用下 ， 所 随时间 的增长
道变形 明显加快 。而巷 道受初 次 采动影 响产 生的变形 又 明 显 比受二次采动产生变形大 。该 矿 １１５ １０ Ｅ运输巷 由于受下 段 １ １６ ｌ０ Ｅ工作 面 采动影 响， 大 移近 速 度在 ２～３ ｍ／， 最 ｍ ｄ 而 ｌ１５ ｌ０Ｅ工作面开采 时， 受超 前采动 压力 影 响， 大移近 速度 最
帮变形 比顶板变 形量大 。
岩柱 ， 且要交错 布置 。主皮 带机斜 巷应 尽量 布置在砂 岩 中， 和砂岩 层位保持一致 。区段主要 运输 巷至 少要布 置一条 岩 石集 中巷 ， 该岩石集 中巷应避开其 上覆工作 面初采期 间采动 影 响， 在上覆工作 面上分层采过 后掘 进 ， 上覆工作 面下 分 为
深井高温工作面的围岩散热效应研究
深井高温工作面的围岩散热效应研究作者：孙建胡志刚于先德来源：《安徽理工大学学报·自然科学版》2014年第03期摘要：深井工作面高温热害严重影响着煤矿的安全生产，而围岩散热是高温热害的主要热源体。
为了探索高温围岩散热对巷道内通风风流温度的影响规律，以淮南矿业集团某高温工作面为工程背景，采用理论分析和数值模拟方法对工作面及两侧巷道内风流的温度场分布规律进行了研究，并与现场实测结果进行了对比分析。
结果表明：1）随着巷道走向的延伸，巷道内风流的温度以e指数的形式呈增高趋势，巷道越长，在其末端风流温度越接近巷道围岩温度；2）在工作面与运输巷和轨道巷相交区域，由于风流涡旋效应，该区域风流热量不易散出，形成风流温度场与速度场的异常区域，也是回采工作面高温热害治理的关键区域。
关键词：深井；高温工作面；围岩散热中图分类号：TD727.5 文献标志码：A 文章编号：1672-1098（2014）03-0045-05随着煤矿开采深度的增大，高温矿井逐渐增多，矿井的高温热害问题严重影响着煤矿的安全生产[1-2]。
矿井高温热害主要来自井巷围岩的放热和散热、机械设备运转放热、风流沿井巷向下流动的自压缩热以及运输煤矸石放热等，是造成矿井内风流高温的基本热源，其中尤以井巷围岩的放热和散热最为显著[3]。
井巷围岩几乎是一个汲之不尽的热源，当风流流经井巷，由于岩温要比风温高，因而热流往往是从围岩传给风流。
井巷越深，这种热流越大，甚至于超过其它热源的热流量之和。
为了探索高温围岩散热对巷道内通风风流温度的影响规律，本文以淮南某高温工作面为工程背景，采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法手段，对高温工作面及两侧巷道内风流的温度场分布规律进行了研究，以揭示深井工作面高温热害的形成机理，为高温工作面降温措施的制定提供可靠的依据。
1 巷道内风流温度的演化规律井巷围岩与风流间的传热是一个不稳定的传热过程[4]，围岩与风流间的传热计算非常复杂，为简单起见，通常假定井巷开掘在均质、各向同性的岩体里，其断面为圆形；在井巷初揭开时，岩温等于该处的初始岩温；经通风后，巷壁温度发生了变化，继后便稳定在某一确定值上，且在整个井巷的周长上，传热的条件是一样的。
巷道变形破坏的因素及控制方法
0
前言
在地下采煤过程中必然要开挖许多空硐及移动
1
影响巷道变形破坏的主要因素
围岩性质及其构造特征
1 1 自然因素 1 11 ( 1) 围岩性质。围岩性质对巷道变形与破坏有 决定性影响 , 如存在软弱岩石或膨胀性岩石, 对巷道 变形和破坏的性质及其剧烈程度有重要影响; ( 2) 围岩构造特征。巷道的变形和破坏除与围 岩性质有关外 , 与围岩构造特征和岩体本身破坏状 态有密切关系, 其中影响最大和最普遍的是层理和 动力拖动排水运行。节 省了设备和器 材的购置费 用 , 减少了工程量和工程施工费用, 与原方案相比可 减少工程造价 60 余万元。在使用运 行上, 系统简 捷、 操作方便、 故障率低 , 更为安全可靠, 并且节省了 大量的运行电量和维修费用, 年可节省运行成本 10 万元以上。并且由于采用无动力运行, 使吸水过程 的系统振动大大减弱 , 沉积的废浆可以较为稳定地 沉放在清水之下, 可有效地防止废浆外溢 , 对农田环 境起到了很好的保 护作用。该套 系统自 2006 年 8 月份运行以来, 体现出了良好的运行效果 , 获得了较 好的经济效益和环境效应。
Abstract: Under the coal- mines, all types of laneways rewarded different funct ions act related effects. In ex cavating coal, the laneways will be distorted and damaged. By analyzing the causes we can find out reasonable control methods to protect the laneways. Key words: distortion and damage; funct ion; control methods
高地温影响下的水工隧洞围岩应力变形规律分析
西北水电•2991年•第2期73文章编号：206—2910(2491)09—0073—06咼地温影响下的水工隧洞岩应力变形规律分析后雄斌(新疆水利水电勘测设计研究院，乌鲁木齐336000)摘要:针对高地温环境下的水工隧洞，从平面空间角度出发，对不同方位路径、围岩深度、温度变化、地层深度、侧压力系数影响下的隧洞围岩应力变形特征进行研究。
结果表明：隧洞开挖面处径向应力为零，离开挖面越远围岩径向应力就越大，隧洞开挖后围岩位移最大值位于拱顶处。
围岩深部温度变化会对开挖面位移产生较大影响，对隧洞拱顶及洞底位移的影响尤其显著。
隧洞所处地层深度对隧洞侧墙环向应力的影响明显，隧洞埋深越深，侧墙环向应力越大;隧洞拱顶位移最大，洞底处次之，侧墙中部最小。
不同侧压力系数下，隧洞开挖面环向应力在侧墙处最大，而位移在侧墙处达到最小，隧洞开挖面环向应力关于隧洞水平轴线呈上下对称。
关键词:高地温;水工隧洞；围岩;应力变形中图分类号:TV577+.1文献标志码：A DOI：2.3969/j.imo.206-2610.2023.02.015Analysit of Stresa and Deformation Law of Surroundmg Rock of Hydraulia Tunneluudeo the Inflnence oO High Ground TemoerrtnrrHOU Xiongbic(Xinjiang Water Conservancy nd Hyaepower Survep and Design Institute,Urumqi33600,China)Abstroci:In view of the hyaraplio tunnel under high temperature environment,the stress and deformation chuacWristies of tunnel sue eonding roch under the inUuence of different azimuth paths,depth of sureonding roch,temperature change,stratum depth and lateral pressure coefficient are stuUieP from the peepective of plane space.The results show that the rabial stress at the excavation sueace of the tunnel is zero；the/eater is the rabial stress of the sureonding roch,the faeher away fem the excavation sueace；and the mnimum displacement of surrounding roch Pt e r the tunnel excavation is oOseeeP at the arch top.TXo temperature change of the deep surrounding roch siynificautly impacts the displacement of the excavation sueace,especially ox the displacement of the tunnel arch and the bottom. The iiUluence of the stratum depth on the cieymferentiai stress of the side wall is ohvious.TXo deeper the tunuol is buried ,the/eater is the circymferential stress of the side wall；the mnimum displacement occurs at the tunnel vault,the second laraest displacement is oh-seeeh at the boOom of the tunnel；and the minimum displacement is oOseeeP at the middle of the side wPl.Undor different lateral pressure coefficients,the ciehmfeential stress of the excavation suCace is the maximum at the side wPl；while the displacement is the minimum.The cieymfeential stress of the tunnel excavation suCace is symmetricPly distrihuted about the hoCzontai nis of the tunnel. Key words:high/ound temperature；hyaeulic tunnel；surrounding roch；stress deforniaPon0刖FT随着国家经济社会的高速发展,地表浅部资源、可活动重减少。
采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究
采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究摘要：对采矿巷道围岩变形机制进行数值模拟有非常重要的意义，其可以帮助采矿单位更好地防控一些事故，保证施工人员的安全。
实践表明，围岩条件不同的采矿巷道在二次应力分布影响范围是有所区别的，但围岩主应力总体上表现为由巷道边墙中下部位的压应力集中带逐步过渡到拱顶、底板一定范围内的拉应力集带。
因此，通过采矿巷道围岩变形机制数值模拟进行深入研究，并对围岩的支护参数进行优化，对其他的深部巷道也具有一定的指导意义。
关键词：采矿巷道；支护；参数优化中图分类号：td353引言采矿巷道的质量好坏直接影响着工程安全，在实际工作中，巷道受到了多方面因素的影响比如高地应力、回采等，这使得其支护工作面临着极大的挑战。
如果想要更好地做到采矿巷道的支护工作，就需要全面去了解深井巷道变形破坏机理，只有从支护方式着手，寻找传统支护方法的弱点，进一步完善支护手段，才能解决深井回采巷道的支护问题。
一、采矿巷道围岩变形机制数值模拟研究的必要性深部巷道围岩由于受巷道的埋深、围岩性质、构造应力以及地质条件等因素的共同影响，同时又受巷道断面形状、施工工艺、支护形式、支护强度及开采动压等工程技术因素制约，围岩应力分布与矿压显现十分异常。
深部围岩巷道不仅在回采和掘进期间围岩变形剧烈，而且在应力分布趋于稳定后仍保持快速流变状态，两帮移近和底鼓十分明显，失修和严重失修的巷道增多，巷道维护十分困难，且常常出现多次返修的现象。
深部巷道围岩稳定性控制问题已成为当今地下工程中最为复杂的难题之一，严重制约着深部矿井开采的高产高效及安全生产，阻碍着深部开采的持续发展。
因此，有必要对深部巷道围岩支护参数进行优化设计。
二、巷道变形破坏机理分析深井巷道开挖之前，岩体处于原岩应力场的稳定状态中。
巷道开挖后，巷道周边岩体的围压发生变化，围岩应力场重新分布，集中应力随着围岩体的变形由巷道表面围岩逐渐向巷道深部转移，直到一定深度的巷道围岩体因围压足够大，能够承载集中应力且不产生变形，巷道周边应力场才趋于稳定，集中应力的转移使巷道围岩从表层向深部一定范围内都经历了切向应力增大而径向应力减小且围压变小的过程，在低围压、高集中应力作用下，巷道周边围岩发生变形破坏，这种变形甚至破坏也伴随着集中应力逐步向深部发展，因碎涨和巷道支护作用促使围岩围压变大，破坏扩展到一定范围才得以控制。
巷道围岩温度分布及调热圈半径的影响因素分析
巷道围岩温度分布及调热圈半径的影响因素分析高建良 教授(河南理工大学科技产业处)杨 明(河南理工大学资源与材料工程系)学科分类与代码:620 4099摘 要 分析了巷道壁面水分蒸发情况下通风时间、岩石的热物理性质、巷道几何尺寸、巷道风流与围岩壁面的对流换热系数、壁面湿度系数与风流相对湿度的变化对围岩温度分布及调热圈半径的影响。
随着通风时间的延长,围岩冷却范围逐渐向围岩内部推移,推移速度逐渐降低;巷道壁面水分蒸发和风流相对湿度对靠近壁面处围岩温度分布影响很大,但对深部围岩温度分布的影响逐渐变小,所以对调热圈半径的影响很小;岩石导温系数对调热圈半径及其内部的温度分布影响较大。
巷道壁面风流与围岩的换热系数和巷道的几何尺寸对巷道围岩的冷却范围影响非常小。
关键词 围岩温度场;调热圈;壁面湿度系数;风流相对湿度;导温系数Analysis of the Factors Influencing Temperature Distribution ofSurrounding Rock and Cooled Zone RadiusGAO Jian-liang,Prof. YANG Ming(Henan Polytechnic University)C lassification and code of disciplines:620.4099Abstract: T emperature distribution of the surrounding rock and i ts variation with ventilation time,airway scale,temperature conductivity,heat convection coefficien t,wetness factor and relative hu midity of airflow are analyzed wi th taking consider of the water evaporation on the airway surface.Cooled zone expands with the increase of the ventilation time,but the expanding speed decreases with the ventilation time elapse.The water evaporation on airway surface and relative humidity of airflow have a great in-fluence on the temperature distribu tion of the surrounding rock near the airway surface,but have a little effect to the temperature distribution of the surroundin g rock in deeper area.T emperature conductivity of rock has a great influence on cooled zone radius and the temperature distribution in cooled zone.Heat convection coefficient and airway scale have li ttle influence on the area of cooled zone by ventilation.Key words: Temperature distribution Cooled zone Wetness factor Relati ve humidi ty Temperature cond uctivi ty1 引 言随着矿井开采深度的增加,地温不断增高,致使矿内气温不断升高。
大断面两条巷道间围岩稳定性影响因素分析
大断面两条巷道间围岩稳定性影响因素分析董向龙杨志君(国家能源投资集团神东煤炭集团石均台煤矿，陕西榆林719000)摘要:巷道围岩变形类型主要由围岩应力状态和岩体极限强度决定。
然而,道路交叉点的变形有其自身特点。
第—条巷道在交叉点开挖后，产生了第一次围岩应力重分布，巷道变形主要受原岩应力和岩体极限强度的影响。
在第二条巷道掘进过程中,围岩应力发生了第二次分配，对于大断面巷道，顶底板出露面积大，围岩承载力降低。
由于巷道两侧的承载力叠加，应力集中系数和塑性区逬一步增大。
在高应力集中的作用下,宽度较小的岩柱容易发生断裂破坏和变形，使两条巷道连接成一条，形成较大的断面,造成严重的冒顶事故。
关键词:大断面;围岩稳定性;稳定性；影响因素中图分类号：F406.3；TD325文献标志码：B文章编号：1008-0155(2019)07-0132-021大断面围岩及支护岩柱强度在同样的围岩应力作用下，围岩强度越高，巷道越稳定。
泥质岩强度较低，巷道周边塑性区范围较大，而砂岩岩性良好，围岩强度较高，巷道周边塑性带范围大幅度缩小，顶板和底板相对稳定。
研究表明，巷道围岩变形和塑性区发育范围主要取决于围岩强度大小。
采用传统的钻孔爆破方法时，在围岩中形成了微观和宏观的裂隙。
随着工作面前移,原始裂隙逐渐扩大。
因此，在交叉点附近形成的强断裂带深度大于巷道,交叉点巷道围岩强度受爆破作用的影响较大。
围岩性质是影响巷道稳定性的重要因素。
在布置巷道时，除考虑岩石强度外,还应考虑其结构的不均匀性。
另外，由于巷道周围强度不均匀，导致支架受力不均。
然后，支架的一些组件首先是变形破坏，无法充分利用支架的整体强度。
在巷道中,软岩地层强烈变形引起的局部集中荷载引起的支护破坏是正常现象。
因此，在布置巷道时，应避免巷道为非均质煤岩体。
2巷道交叉形状及尺寸断面形状对围岩稳定性有重要影响。
巷道围岩的应力大小和分布与断面形状直接相关。
岩石属于脆性材料，其拉伸强度远低于抗压强度。
巷道围岩不稳定换热系数变化规律分析
矿 业 工 程 研 究
Ｍｉ ｎ ｅ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅｒ ｉ ｎ ｇ Ｒｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ｖｏ １ ． ２ ８ Ｎ０． ４ Ｄｅ ｃ ．２ ０ｌ ３
巷 道 围岩 不 稳 定 换 热 系数 变 化 规 律 分 析
向（ 从） 空 气放 出（ 吸收 ） 的热 量． 并 通 过理 论 分 析得 出 了围岩 与风 流间 不稳 定换热 系数 的解 析 式 ：
Ｂｉ ， Ｆ ｏ ） － （ １ ）
传 热量 （ 热 流密 度 ） 很小 ， 小 到基 本 不 会 改变 围岩 内部
温度 场及 变温 圈厚度 ， 变 温 圈 内处 于一 准平 衡状 态 ．
流换热系数及湿润程度 、 通风 时问对围岩不稳定 换热 系数的影 响规律． 结果 表 明： 通风 时间对 围岩不 稳定换 热 系数 的影响 最 为明
显， 其 它各 因素的影 响均 较小． 不稳定换热 系数 随巷道 断面积增加而减小 ， 随着巷道湿 润程度 、 对流放 热系数 的增 加而增 加， 随 岩体 导热 系数增加而增加 ， 但 变化量均很小． 关键 词 ： 围岩不稳定换热 系数 ； 断面积 ； 对流换热 系数 ； 导热系数 ； 通风 时间 中图分类号 ． Ｔ ＤＩ ６ ３ 文献标 识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ４～ ５ ８ ７ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４— ０ ０ ０ ８— ０ ６
杨威 ， 刘何 清 ， 何 昌富 ， 刘阳 阳
（ １ ． 湖南科技大学 能源与安全工程学院 ， 湖南 湘潭 ４ １ １ ２ ０ １ ； ２ ． 湖南科 技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室 ， 湖南 湘潭 ４ １ １ ２ ０ １ ）
巷道围岩温度场及其实验方法
巷道围岩温度场及其实验方法一、巷道围岩温度场是啥？咱先来说说这个巷道围岩温度场哈。
简单来讲呢，就是巷道周围的岩石啊，它们有一个温度的分布情况。
就像咱们冬天的时候，屋里不同角落温度还不一样呢，这个巷道围岩的温度也是有自己的规律的。
比如说靠近巷道表面的地方，温度可能会受到通风啊之类的影响，和深部的岩石温度就不太一样。
这温度场可重要啦，它对巷道的稳定性、里面的设备运行，甚至是工人的工作环境都有影响呢。
二、为啥要研究它？咱为啥要研究这个温度场呢？你想啊，如果温度变化太大，岩石就可能会膨胀或者收缩。
这一胀一缩的，就像人忽冷忽热会生病一样，岩石可能就会变得不稳定。
要是巷道的岩石不稳定了，那可就危险啦，可能会有塌方之类的事故。
而且呢，不同的温度也会影响一些化学反应，在巷道里可能会有矿物的变化啥的，这对矿业开采之类的工作也有影响。
三、实验方法有哪些？那咱怎么去研究这个温度场呢？这里面的实验方法可不少呢。
有一种是直接测量法。
就像咱量体温一样，拿个温度计去测量岩石的温度。
不过这个温度计可不是咱们平时用的那种小体温计哦。
有那种专门的温度传感器，可以插到岩石里面去，然后就能知道岩石内部的温度啦。
但是这个方法也有点小麻烦，你得在岩石上打孔，把传感器放进去，而且要放得准确呢。
还有一种是数值模拟法。
这个就比较高科技啦。
就像是在电脑上建立一个虚拟的巷道和围岩的模型。
然后根据一些物理原理，让这个模型自己去计算温度的分布。
不过这个方法呢，它的准确性就取决于你建立的模型是不是足够准确啦。
要是你的参数设置错了，那算出来的结果可能就不靠谱。
另外呢，还有热成像法。
这个就像是给巷道围岩拍个温度的照片一样。
通过特殊的仪器，能够看到围岩表面温度的分布情况。
但是这个方法只能看到表面的温度，看不到岩石内部的情况。
总之呢，研究巷道围岩温度场的实验方法各有优缺点，我们要根据实际的情况去选择合适的方法，这样才能更好地了解这个温度场，保障巷道的安全和正常运行啦。
探讨矿巷道围岩的变形和强度特性
探讨矿巷道围岩的变形和强度特性很久以来，为了保证煤矿煤矿巷道能正常使用，并为矿井的安全生产创造条件，人们一直希望解决的一个要点问题就是煤矿回采煤矿巷道的控制。
煤矿巷道是否稳定取决于许多条件，其中包括围岩的地质学条件、力学条件、以还有采掘的技术条件和支护条件等等。
然而在实际的工程中，大多的煤矿回采巷道并不能保持自然稳定，因这个，我们必须采取一定的措施让围岩保持稳定状态。
然而，在变形还有应力状态条件的不一样的情况下，围岩会表现出不一样的承载特性还有稳定性特性，因这个，煤矿巷道中围岩的控制过程是极为重要的且贯穿了围岩不同变形阶段的较复杂的过程。
因这个，我们应该正确认识到围岩在其各变形阶段稳定的状态本质，并掌握煤矿巷道控制的一些基本原理，以这个来实现煤矿巷道围岩的控制。
一、支护和围岩相互作用过程理论分析1.1支护和围岩相互作用的经典理论支护和围岩相互作用原理是开始煤矿巷道围岩的控制工作的直接根据。
当前在这个领域已经公认煤矿巷道围岩的强度破坏前其位移与支护力成反比这个结论，煤矿巷道围岩的变形状态随其变形量的增加而变化。
1.2支护-围岩的相互作用的波动性平衡而在变形及破坏的过程中围岩状态会经历弹性、塑性、破裂、松动等过程的变化，某些煤矿想到的围岩甚至从刚开始挖掘就已经处于了破碎状态。
煤矿回采巷道的围岩的控制过程较复杂，所以，在强度破坏前支护-围岩相互作用原理就不满足围岩控制过程的需要，那么，要想对围岩实现有效的控制，就必须学习围岩在不一样的变形状态和支护条件下如何达到稳定状态的力学机制。
煤矿回采巷道，其稳定性可分为三个个等级，分别是，自稳，即不需要支护工作就可以达到稳定的巷道；亚自稳，巷道在有支护控制的情况下围岩发生了一定变形后只靠本身形成的这种承载结构就可以达到稳定；非自稳，就是说围岩始终都没法形成自稳，必须始终存在支护作用才可以保持稳定。
在稳定的边界应力场以及围岩一样或相同的条件下，围岩压力随位移的变化具有波动性。
煤矿开采中巷道变形影响因素的分析
煤矿开采中巷道变形影响因素的分析发布时间：2022-07-25T02:51:19.421Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者：陈道志[导读] 煤炭的开采过程离不开支护系统对巷道的支护，特别是在一些软岩巷道中，存在着巷道变形大、变形发生的陈道志滕州郭庄矿业有限责任公司山东滕州 277500摘要：煤炭的开采过程离不开支护系统对巷道的支护，特别是在一些软岩巷道中，存在着巷道变形大、变形发生的持续作用时间长、支护体系稳定性差等问题，对煤矿的安全开采造成影响。
在某煤矿巷道的掘进过程中，围岩主要由泥岩、砂岩组成，裂隙发育大，围岩的结构复杂，顶板岩层较软，是典型的三软煤层。
在工作面掘进过程中，随着掘进工作的进行，顶板发生淋水，加剧顶板岩层的软化，造成巷道的变形，影响着煤矿巷道的安全使用。
针对煤矿开采中软岩层巷道的掘进变形问题，采用仿真模拟的形式对影响巷道变形的因素进行分析，针对性地选择支护系统，以减小巷道的变形，保证巷道的稳定性，保障煤矿的安全开采。
关键词：软岩巷道；变形；垂直应力；侧压系数；支护阻力引言随着浅部煤炭的开采殆尽，很多煤矿已经逐渐朝深部转移，在深部开采环境下，巷道围岩自身性质与应力环境相对于浅部围岩有着较大差别。
在深部巷道支护的过程中，仍旧选择使用浅部巷道支护方式，在很多方面已经表现出较大的局限性，需充分结合深部巷道地质条件，对巷道支护方案进行综合研判，更好提升支护实效。
1、巷道变形破坏特征分析对巷道出现的变形破坏问题进行了深入分析，得到巷道变形破坏原因有：该巷道距离多个开采工作面距离较近，受到采动影响较为明显，围岩整体处于相对较高的应力状态，容易出现较大的变形破坏。
从现场的观察来看，巷道在很多地段出现了明显的片帮问题，顶板也出现了不同程度的下沉，形成的“网兜”也相对较多，部分位置巷道顶板出现面积较大的剥落问题，钢筋网也出现了破断的情况，给煤矿井下运输带来了严重的影响。
巷道围岩塑性区的范围非常大，已经超过了4m，巷道围岩整体的破坏深度也相对较深，这表明在巷道围岩的深部已经出现了较为严重的变形破坏问题，原支护条件下，锚杆、锚索支护均全部处于塑性区范围内，支护效果已经丧失。
巷道围岩失稳机理分析
巷道围岩失稳机理分析摘要：文中提出了巷道失稳宽度B_的确定方法，以SA煤矿3107回风巷作为算例，得出结论是在煤柱宽度是20m时，巷道处于应力集中区内，围岩变形量大难以维护，产生明显的失稳现象，此后需预防冒顶事故的发生并采取合理的加强支护措施。
关键词：巷道围岩失稳；巷道失稳宽度0 前言开挖煤矿的巷道期间，良好的控制围岩对矿井的安全十分必要，若控制不当，不但破坏原有的平衡，也会打破围岩的稳定性。
近年来，巷道变形严重的原因是受到开采深度的影响，使得低压力增大，进而使原有的巷道出现了形变，挤压底鼓及片帮，支护能力下降，巷道的稳定系数降低。
而对煤矿的巷道进行挖掘或者回采的时候，也会影响巷道围岩的应力，使得巷道顶底板以及两边的岩体开始形变，且逐步移动到巷道的内部空间内，长此以往，围岩的稳定性会在形变的影响下外部形态出现变化，所以做好巷道围岩失稳类型和失稳机理分析显得十分必要，本文主要概述围岩失稳类型和分析失稳机理。
1 基于巷道失稳宽度的围岩失稳分析当围岩发生变形时从力学变形角度看，通常会出现从最初的稳定的弹性时期，之后通过过渡期的塑性发展到受到破坏的失稳状态，如图1所示。
Bmax代表的是巷道失稳宽度，通常是用来代表巷道围岩稳定性的目标，当巷道围岩比Bmax小时，这时巷道围岩处于一种稳定状况中，反之比Bmax大时巷道就会出现失稳现象。
围岩的两个变形阶段弹性和塑性时期是在巷道宽度Bmax到达顶级数值时产生的，采用科学的支护方法使围岩巷道保持弹性及稳定数值范围内；在塑性期内的围岩由于岩石发生扩展，围岩的应用力度降低，引起围岩变形。
从其它方面来说，应力状况的标准可以通过巷道失稳宽度Bmax表示。
巷道的平衡状态被破坏是因为巷道在开挖过程中其宽度比巷道失稳宽度Bmax大，造成围岩的稳定构造受到破坏，引起支护与围岩的支撑作用无法发挥，进而使围岩承力构造处于失衡状态，同时在每个不同阶段发生过程中巷道围岩构造的受力和分布状况都不相同，围岩的应力分布状态也不同，当巷道宽度比Bmax大时，其上述现象更为显著。
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内容摘要“三高一时效”是深部巷道工程重要特点,它严重影响巷道围岩的力学响应。
高地温是其中一个非常重要特点, 温度的变化会影响到岩体的性质[ 1] 。
在温度作用下岩体内部可能出现促使应变产生或发展的各种热效应, 以及能引起岩石相变的应力张弛。
一般来说, 随着温度的增高, 岩石的延性加大, 屈服点降低, 强度也降低, 从而影响巷道围岩的稳定性[ 2] 。
温度场对深部巷道围岩应力产生重要影响, 同样温度的作用必将影响巷道围岩的流变特性[4]。
岩体温度是热害矿户的最大热源之一在满足工程计算精度要求的前提下, 简便地计算出井巷围岩中任意空间点的温度分布随通风时间变化的规街, 是矿井风温预测计算的基础理论问题。
国内外学者对深井巷道围岩地温场的温度分布规律曾进行过大量的研究〔’一4 〕, 归纳起来说, 对地温场的分析有三大类方法: (l) 通过地质钻孔测温法了解地温场; (2) 建立理想化的数学模型, 借助电子计算机进行地温场的数值模拟分析; (3) 建立理想化的数学模型, 从数学分析出发, 求解地温场温度分布控制微分方程的解析式。
由于描述地温场分布的控制微分方程求解困难, 随着计算机技术的飞速发展, 人们便借助计算机来求其数值解, 并在矿山地热学中取得了一定的成果印随着我国煤矿开采深度的不断增加, 其高温环境引起的热害问题越来越受到国内外学者和工程技术人员的关注, 深井巷道岩体温度是热害矿井的最大热源。
巷道围岩的温度场分布研究是基础问题之一, 本文基于地质学和热力学理论, 给出巷道围岩温度场受不同的风流冷却时间的无因次解析式, 并导出调热圈外半径的近似计算式, 针对淮南矿区深部开采的高地温(42 ℃左右),采用有限元软件ANSYS9 .0 对深井巷道围岩的温度分布进行了数值模拟分析。
巷道围岩温度场分部( 1) 无渗流状态下, 温度场和温度矢量呈对称分布, 风流速度对温度分布有明显的影响, 但不改变其对称分布的状态。
( 2) 渗流所伴随的热迁移现象改变了温度场和温度矢量原有的对称分布的状态, 热交换平衡区随着渗流速度的增加, 将向顺渗流的方向移动, 平衡区的范围也随之扩大。
气流对温度分布的影响在无渗流状态下, 分别针对风速为1.0 m/s和2.0 m/s的情况, 采用METLAB- PDE工具箱计算了巷道围岩的温度场分布, 获得了围岩热交换达到平衡时的温度场分布及其温度矢量( 图2) 。
在无渗流状态下的数值模拟结果表明, 此时的温度场成左右对称分布, 温度矢量围绕巷道中心呈向内扩散的对称分布。
随着风流速度的增加, 对巷道围岩温度影响圈的范围将随之增大, 但不改变温度场及温度矢量的对称分布状态。
从等温线的分布来看, 在风流与围岩的相互作用下, 无渗流巷道的上方会出现一个热交换平衡区, 并且随着风速的增加, 该平衡区将向上移动。
渗流对温度分布的影响针对图2( a) 情况, 在研究区域的上方施加自左向右的渗流场, 渗流速度分别为100 cm/d和200 cm/d,围岩热交换达到平衡时, 获得的温度场分布及其温度矢量见图3。
图3 渗流对温度( 矢量) 分布的影响渗流场的施加, 改变了温度场和温度矢量原有的对称分布的状态。
在巷道的左侧( 逆渗流方向) 等温线密集, 而在右侧( 顺渗流方向) 等温线分布相对疏松, 这表明渗流伴随着热迁移现象。
热交换平衡区受到渗流的影响, 将向顺渗流的方向移动, 并且随着渗流速度的增加, 热交换平衡区的范围( 宽度) 有所边界g q扩大。
热交换平衡区的存在, 成为温度矢量改变方向的“分水岭”。
2.1 围岩体的热传递方式热力学第二定律指出，在一个物体内部或物系之间，只要存在着温度差，热量总是自发地由高温处传向低温处。
这种靠温差推动的能量传递称为热传递过程。
由于温度差在自然界和生产领域中广泛存在着，故热量传递就成为自然界和生产领域中一种普遍现象。
从热量传递的机理上说，有三种基本热传递方式，即热传导、热对流和热辐射。
热传导简称导热，它是指热量由物体的高温部分向低温部分的传递，或者由一个高温物体向与其接触的低温物体的传递。
这种传热过程是依靠物质微观质点的能量传递而实现的，与宏观运动无关。
导热是物质的本能，尽管导热能力有所差异，但任何物质不论处于固态、液态或气态都能进行热传导。
借助于流体宏观运动传递热量的过程称为热对流或对流换热。
对流换热通常是流体与固体表面之间的传热。
热辐射是另一种热传递方式。
它是指物体由于自身温度的原因而向外发射可见的和不可见的射线（称电磁波或光子）来传递热量的方式。
热传导和热对流都要通过物质进行热传递，而辐射传热机理则完全不同，它是借助于电磁辐射波传递热量的，在完全真空的地方热辐射仍能进行。
隧道周围岩体中的热量传递方式也是传导、对流、辐射三种方式或者是其综合。
理论上，只要有温差，不论物体间有无接触或介质存在，都有热辐射发生。
但是由于隧道工程位于地壳浅层，围岩的温度变化辐度较小，而热辐射的量值与物体绝对温度的四次方的差值成正比，故其值较小，可以忽略不计。
所以在隧道工程的围岩温度场研究中只需考虑导热与对流，其中传导是岩体内部的热量传递的主要方式；对流传热主要发生在隧道内表面与隧道内流动空气之间。
影响巷道围岩温度分部的因素影响巷道围岩温度分布的因素国内外许多学者对围岩温度场及调热圈内温度的分布进行了大量的研究, 了解和掌握了在不考虑巷道壁面水分蒸发情况下围岩温度分布规律。
调热圈半径的大小一般随着巷道通风时间的增长而增加。
在巷道开挖初期, 围岩与风流的热交换量大, 调热圈内围岩的温度变化率非常大; 随着通风时间的增长, 围岩冷却范围逐渐向围岩内部扩展。
当巷道通风一定时间后, 通风时间对围岩温度及调热圈半径的影响甚微, 几乎可以认为不变[ 3~ 6] 。
在实际矿井巷道中都有水分存在, 巷道壁面或顶底板的水分不断向风流中蒸发。
围岩温度分布除受通风时间、岩石热物理性质影响外, 还受壁面水分蒸发、风流相对湿度等因素影响。
巷道表面水分的蒸发对围岩与风流的热交换起着重要作用。
1围岩温度场分布的解析解开掘巷道瞬间, 岩体内各处温度都等于原始岩温Ty , 当恒定风温为Tf(Tf < Ty)的空气通过后, 岩热就开始流向巷道。
在t 1时刻内, 围岩壁温度为Tb , 随着时刻的继续增长, 围岩壁温也不断接近风温(如图1 所示), 即lim Tb※ Tk , 但严格地说, Tb 永远不会绝对等于Tk 。
当围岩壁温极为接近风温后, 调热圈抵达相对稳定的最大半径[ 1] 。
新掘进的巷道, 围岩中受风流冷却的调热圈不大, 这时围岩可当作半无限体来求出温度场。
当巷道掘通100 d 以上时, 围岩受风流冷却时间较长, 调热圈就会变大到相当程度, 这时围岩的温度场将受到巷道形状的影响, 就不能把围岩单纯看作是半无限体, 要采用其他方法求解[ 2] 。
1.1受风流冷却时间短的围岩温度场受风流冷却时间短的围岩可当作半无限体来求出温度场。
设围岩均质、干燥, 根据传热学有[ 3] :T -TfTy -Tf=erfx2 at, 0 d<t <101 d (1)其中, erf(x)为高斯误差函数, 其值可以在有关数学手册中查到;T -TfTy -Tf为温度参数准数, T 为围岩内任一点任意时刻的温度, ℃;x 为离巷道的距离;a 为岩石的导温系数, m2/ s, a =λ/ cρ, c为岩石的比热, ρ为岩石密度, λ为岩石导热系数。
1.2受风流冷却时间长的围岩温度场的确定因为受风温冷却时间长的巷道围岩与风流热交换是一个复杂的过程[ 4] , 在热交换过程中又受到各种因素的影响, 为了使条件简化, 便于讨论其本质, 作出如下假设:1)巷道围岩均质且各向同性;2)初始温度等于原始岩温;3)巷道围岩壁面换热条件一致;4)巷道内流动空气恒温;5)围岩传递的热量完全传给风流。
在以上假设的基础上, 围岩与风流开始进行热交换后, 围岩温度场开始随时间变化, 围岩的导热过程是非稳态导热过程。
由热量守恒定律和傅里叶导热定律, 建立三维热传导方程, 求得无因次温度的解析解为(求解过程详见文献[ 5] [ 6] ):T +=1-BiB＊i{1 -[ 1 -erf(B ＊i / F 0)] ex p[ (B＊i )2/ F0] }(2)其中, T +为无因次温度, T += T -TfTy -Tf;Bi 为毕奥数, Bi =hr0/λ;B＊i 为无因次参数, B ＊i =Bi + 38 ;F0 为傅里叶数, F0 =at/ r20t ≥101 d , 无因次时间。
根据式(2)即可确定受风流冷却时间长的巷道围岩温度场。
巷道围岩内温度随时间变化有如下规律（1）巷道通风以后，壁面（R=1 处）温度首先急剧降低，一段时间（Fo＞0.1）以后，R=2 处的围岩开始发生明显降温，之后是 R=3 处，最后发生温度扰动的是 R=4 处的围岩。
由此可见，温度扰动范围是由巷道壁面逐渐扩展到围岩深部的。
（2）随着通风时间的延长，巷道壁面的温度不断降低，但是温度降幅也在不断减小，以致于一段时间以后（Fo≈0.8），巷道壁面的温度-时间关系曲线趋于平缓。
（3）除巷道壁面温度降幅在不断减小外，其余各测点的温度都在逐渐降低，但是降低速率首先会出现一个增长的阶段（Fo≤0.4，图（b）中圈出的部分），之后再缓慢降低，总体表现为曲线斜率先增大后减小。
由于模型中模拟巷道围岩的厚度（6 m）还是偏小，所以2 巷道变形与破坏的主要影响因素分析巷道围岩稳定性受各种因素影响, 它不仅取决于各种地质条件等自然因素的影响, 同时也取决于技术、管理等人为因素。
巷道围岩变形量是其稳定性的反映, 是各种因素综合作用的结果。
211 围岩性质及构造特征影响围岩的性质包括岩体的强度、节理发育和分布情况、分层厚度等, 围岩强度越低、节理越发育、分层厚度越小,则巷道越不稳定, 越易变形破坏。
如孙村矿- 800 泵房布置在强度高、完整性好的十一层顶板砂岩中, 采用直墙半圆拱支护, 受上覆4418 - 19 面跨采影响两帮变形量仅为11mm, 顶底移近量仅为14mm, 支护状况完好; 而相同条件下处于围岩强度较低、完整性较差的- 800 东大巷粉砂岩段, 跨采影响两帮移近量平均8315mm, 最大为99mm, 顶底移近量平均2581 7mm, 虽经锚梁、锚索加固, 仍出现底臌、喷层离层严重的现象。
2.3温度变化围岩对变形的影响深井巷道围岩的地温一般随着开采深度的增加相应升高,从目前的资料来看, 增温的梯度约为每100m温度升高1.5碑.5e"在一些深井巷道,温度的变化引起的岩石力学性质改变很明显"图4一6给出了几种岩石在围压一定的情况下,不同温度下的应力差量与应变曲线[33]。