Recherche de la loi de déformation des rails de guidage sous l'action de la déformation minière dans le puits vertical de la mine

Aug 08, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5604 (2023) Citer cet article

221 accès

Détails des métriques

Pour jeter les bases de l'atténuation de l'influence de la déformation du puits minier (MSD) sur le rail de guidage (GR) et de la surveillance de l'état de déformation du puits, cet article étudie la loi de déformation et le mécanisme du rail de guidage sous le MSD. Premièrement, un ressort est utilisé pour simplifier l'interaction entre le revêtement du puits et la masse de sol rocheux environnant (SRSM) sous MSD, et son coefficient de rigidité est déduit par la méthode de réaction élastique du sol de fondation. Deuxièmement, un modèle d'éléments finis simplifié est établi sur la base de l'élément ressort, le coefficient de rigidité est calculé par la formule de dérivation et son efficacité est vérifiée. Enfin, la loi de déformation et le mécanisme de GR sont analysés sous différents types et degrés de MSD, et les caractéristiques de déformation sont étudiées sous la déconnexion entre l'arbre, le pain et le rail de guidage. Les résultats montrent que le modèle d'éléments finis établi peut mieux simuler l'interaction entre le revêtement de puits et le SRSM, et l'efficacité du calcul est grandement améliorée. La déformation du rail de guidage (GRD) a une forte capacité à caractériser les MSD et possède la caractéristique distinctive correspondant aux différents types et degrés de MSD et à l'état de connexion. Cette recherche peut servir de référence et d'orientation pour le suivi de la déformation de l'arbre et la maintenance et l'installation du GR, et pose également les bases pour étudier le fonctionnement caractéristique du transport de levage sous MSD.

Le puits vertical minier est l'ingénierie cruciale de la gorge, et son état de déformation détermine directement la sécurité de la production de la mine de charbon. Affectée par des facteurs tels que l'occurrence d'un filon de charbon, la lithologie, la méthode d'extraction et un pilier de charbon protecteur déraisonnable, les strates sus-jacentes sont facilement déplacées et déformées pendant l'extraction du filon de charbon, ce qui conduit à son tour au MSD1,2. Le MSD comprend principalement l'inclinaison, la flexion, la dislocation, le changement de section horizontale, la compression verticale, etc. Lorsque la compression verticale se produit, l'effet de support du SRSM sur l'arbre est éliminé dans la direction verticale vers le haut, ce qui est différent du mécanisme de force des autres types de déformation3. Le MSD provoque non seulement la rupture du revêtement du puits et le jaillissement de l'eau et du sable, mais induit également le GRD, aggrave la résistance au levage et l'instabilité du moyen de levage, et conduit même au blocage ou à la chute4,5. Un système de levage de mine typique est illustré à la Fig. 1. En raison du grand volume et des conditions géologiques complexes du puits, sa recherche de contraintes et de déformations sous l'action minière est principalement effectuée par le biais d'une surveillance sur le terrain et de calculs numériques. La surveillance sur le terrain collecte les données de déformation du sol et du puits via le système de positionnement global, le lidar, le réseau de fibres, etc., et analyse les données de surveillance pour obtenir la loi de déformation du puits et les principaux facteurs conduisant à sa déformation6,7.

Système de levage de mine.

Pour comprendre en profondeur les principales raisons du TMS, le mécanisme d'endommagement et l'influence des paramètres de construction sur sa stabilité, un grand nombre de calculs numériques ont été effectués. Kwinta8 a utilisé une méthode Knothe modifiée pour prédire le déplacement continu du puits causé par les activités minières. Bruneau9 a établi un modèle d'analyse numérique de puits dans Map 3D et a analysé l'influence des failles et de la séquence d'exploitation sur la stabilité du puits principal. Sun5 a utilisé la méthode Universal Distinct Element Code Trigon pour établir un modèle numérique du puits et a étudié son mécanisme de déformation lors d'une exploitation minière de remblai. Zhao10 a analysé l'influence des paramètres de construction sur la stabilité du puits principal dans la mine n°3 de Jinchuan à l'aide d'un modèle numérique bidimensionnel, comprenant principalement la profondeur du puits, l'épaisseur du revêtement et la technologie de construction permettant de libérer le déplacement. Yan11 a étudié l'influence du taux de compression du remblai sur la déformation du puits via ABAQUS et a déterminé le taux de compression optimal pour la sécurité et la stabilité du puits. Ma12 a fondé par simulation numérique que l'angle d'inclinaison élevé des corps minéralisés, des failles et des fractures est la principale raison de l'effondrement du puits vertical de la mine de nickel de Jinchuan. Dias13 a utilisé le modèle d'éléments finis établi par CESAR-LCPC pour analyser l'influence de la séquence de construction et du dépôt géologique sur la capacité du puits, en particulier le tassement induit. Walton14 a construit un modèle tridimensionnel aux différences finies d'un arbre circulaire et elliptique via Universal Distinct Element Code, et a étudié les facteurs affectant la stabilité relative de la géométrie de l'arbre. La recherche ci-dessus analyse principalement l'influence de la géométrie, des paramètres de construction et des conditions géologiques sur la stabilité du puits par simulation numérique, dissèque le type, la loi, la cause et le mécanisme du TMS, et néglige son influence sur le GRD. Le GRD sous le MSD entraîne non seulement le changement de la caractéristique de fonctionnement dans le système de levage, mais reflète également l'état de déformation de l'arbre dans une certaine mesure, de sorte que la loi GRD doit être étudiée.

Le puits vertical est une structure spatiale enfouie profondément sous terre, et la principale différence par rapport à la structure hors sol est l'interaction entre le puits et le SRSM. Pour étudier le MSD par simulation numérique, il est nécessaire d'établir le modèle du revêtement de puits et du SRSM, et sa largeur doit être plusieurs fois le diamètre du puits pour réduire l'influence des effets de frontière, ce qui entraîne une échelle de calcul excessive, de sorte que l'interaction doit être simplifiée. L'interaction entre la structure souterraine et le SRSM est principalement simplifiée par l'élément ressort. Jeong15 a établi un modèle de poutre de fondation élastique-plastique simplifié en utilisant le coefficient de rigidité du ressort de la courbe p-y pour simplifier l'interaction entre le sol et le mur de jonction, et les résultats calculés étaient cohérents avec les résultats des tests à petite échelle et à grande échelle. Mitelman16 a utilisé le ressort pour simplifier l'interaction entre le pilier de minerai et le corps, en a déduit les équations d'estimation de son déplacement et de sa contrainte, et a vérifié la précision de la méthode simplifiée grâce au modèle aux éléments finis établi par Rocscience. Zlatanović17 a exploité des éléments poutre-ressort discrets pour étudier l'interaction entre le sol et la structure du tunnel, et la comparaison avec les résultats de calcul du modèle d'éléments finis continus a confirmé sa fiabilité. Ramezani18 a modélisé le sol de fondation à l'aide de ressorts de torsion et de translation, a calculé les modes de balancement et de glissement du mur de soutènement, et son résultat était cohérent avec ceux calculés par ANSYS. Sun19 a simulé l'interaction tuyau-sol via l'élément ressort COMBIN39, et sa fiabilité a été confirmée par la formule théorique. Zhao20 a utilisé l'élément de ressort COMBIN39 pour simplifier l'interaction entre le puits et le SRSM sous une action non minière, et a vérifié l'efficacité de la méthode simplifiée en la comparant aux résultats de calcul ANSYS. La recherche ci-dessus montre la faisabilité de l'élément de ressort pour simplifier l'interaction entre l'arbre et le SRSM sous le MSD.

Visant l'étude de la loi GRD sous MSD, il est proposé une méthode pour simplifier l'interaction entre le puits d'action minière et le SRSM en utilisant des éléments à ressort. La formule de calcul du coefficient de raideur du ressort est déduite par la méthode de réaction élastique du support, et un modèle de calcul simplifié est établi sur la base de l'élément ressort COMBIN39 par ANSYS, et son coefficient de raideur est calculé selon la formule de dérivation et l'efficacité est vérifiée. En analysant les lois GRD de différents types et degrés de MSD, le mécanisme d'interaction entre l'arbre et le GR est révélé, et la caractéristique de déformation du guide est obtenue sous différents états déconnectés entre l'arbre, le pain et le GR.

Bien que GRD ne puisse pas refléter directement les dommages à l'arbre, il peut refléter la tendance à la déformation de l'arbre et le mécanisme entre eux dans une certaine mesure, et la caractéristique du GR est la prémisse d'étudier la caractéristique de fonctionnement du moyen de levage sous le MSD, par conséquent l'étude de GRD est d'une grande importance pour assurer le fonctionnement sûr du système de levage et de l'arbre. L'étude du GRD sous MSD porte principalement sur la loi et la caractéristique de déformation du GR sous différents types et degrés de déformation de l'arbre. Pour faciliter l'application de la charge sur l'arbre, simplifier l'étape de calcul et améliorer l'efficacité du calcul, l'élément ressort est utilisé pour simplifier l'interaction entre l'arbre et le SRSM. Le diagramme schématique est illustré à la Fig. 2. Le processus de calcul spécifique du coefficient de rigidité de l'élément de ressort est le suivant.

Schéma de principe de l'action de simplification de SRSM.

La méthode de réaction élastique du sous-sol suppose que la résistance horizontale du SRSM à la structure est uniquement liée au déplacement structurel, aux propriétés du sol et à la profondeur d'enfouissement21,22, et que la force est proportionnelle au déplacement. Sa relation est montrée dans l'Eq. (1).

où p est la résistance horizontale du SRSM à la structure par unité de surface, z est la profondeur, x est le déplacement horizontal de la structure, k est le coefficient de résistance (RC) dans la direction horizontale à la profondeur z, n est l'indice et \(n > 0\), \(n = 1\) est la méthode de réaction élastique linéaire de fondation, \(n \ne 1\) est la méthode de réaction élastique non linéaire de fondation.

Lorsque la masse de sol rocheux autour de la structure est du substrat rocheux, la stabilité est forte et on suppose généralement que le RC dans la direction horizontale ne change pas avec la profondeur et n'est déterminé que par la lithologie23,24. Lorsqu'il s'agit de roche tendre ou de terre végétale, le RC dans la direction horizontale varie avec la profondeur sous la même lithologie, qui est généralement déterminée selon l'équation. (2).

où m est le coefficient proportionnel du coefficient de résistance (PCRC) dans la direction horizontale.

Sous la même lithologie du socle rocheux, le RC en direction horizontale ne change pas avec la profondeur, et il est mis dans l'Eq. (3) pour obtenir le coefficient de rigidité de l'élément ressort de la résistance horizontale du substrat rocheux au revêtement du puits.

où d est le diamètre du revêtement de l'arbre, h est la distance verticale entre les ressorts adjacents, L est le nombre total de ressorts dans la direction circonférentielle de l'arbre.

Sur la surface extérieure de l'arbre dans le segment de terre végétale, le nombre total de couches de ressorts est de s de haut en bas. En prenant chaque couche de ressorts comme ligne de démarcation, l'arbre est divisé en s segments. La somme des coefficients de résistance horizontale dispersés de l'arbre entre les premier et second ressorts est calculée. Avec sa position médiane comme point de démarcation, la somme des coefficients de résistance correspondants sur les parties supérieure et inférieure équivaut respectivement aux ressorts supérieur et inférieur. Le coefficient de rigidité équivalent est indiqué dans les équations. (4) et (5). Le diagramme schématique des coefficients de rigidité du ressort est illustré à la Fig. 3.

où \(m_{1}\) est le PCRC dans la direction horizontale sur la couche supérieure du sol, \(z_{1}\) est la profondeur de la première couche de source.

Diagramme schématique des coefficients de raideur du ressort.

Dans le segment de terre végétale, l'effet de résistance de l'arbre du segment i est équivalent aux coefficients de rigidité des ressorts i et i + 1, comme indiqué dans les équations. (6) et (7). Le principe d'équivalence est le même que dans la première partie, sauf que la loi de distribution des coefficients de résistance horizontaux diffusés change.

où \(m_{j}\) est le PCRC dans la direction horizontale de la jème couche de sol, \(z_{i}\) et \(z_{i + 1}\) sont les profondeurs des ressorts des couches i et i + 1, respectivement.

En combinant la formule ci-dessus, les coefficients de rigidité de ressort de chaque couche de la couche arable sont finalement obtenus, comme indiqué dans l'équation. (8).

L'analyse des modèles par éléments finis est un moyen important d'étudier les lois GRD sous MSD. ANSYS est un logiciel général d'analyse par éléments finis à grande échelle. Il comprend l'élément SOLID65 spécialement conçu pour les matériaux en béton, qui présente une forte praticité dans les structures en béton. APDL (ANSYS Parametric Design Language) peut facilement ajouter des éléments de ressort pour simuler l'interaction entre l'arbre et le SRSM. Par conséquent, ANSYS est utilisé pour établir un modèle d'éléments finis simplifié à travers l'élément ressort.

Sur la base des paramètres géométriques de l'arbre auxiliaire de Zhangshuanglou, un modèle d'éléments finis est établi pour l'analyse GRD sous MSD, comme le montre la Fig. 4, la hauteur est de 263 m, le rayon extérieur est de 4,45 m, l'intervalle entre les petits pains est de 4 m et la longueur du GR est de 12 m et l'écart entre eux est de 4 mm. Afin d'éviter l'influence de la combinaison de la masse de sol rocheux autour du puits, la couche arable est alternativement arrangée avec de l'argile sableuse et de l'argile, et le substratum rocheux est composé de grès et de siltstone fin. La hauteur de chaque couche est de 10 m et la hauteur totale de la couche arable est de 60 m. GR et Bunton utilisent le même matériau. Il est supposé que la masse de sol rocheux, le puits, le GR et le bunton sont tous des matériaux élastiques linéaires. Les paramètres de calcul sont présentés dans le tableau 1.

Modèle d'éléments finis basé sur l'élément ressort de SRSM sous MSD.

Le revêtement de puits utilise un élément SOLID65 intégré dans lequel la barre d'armature est dispersée et la fonction de broyage est désactivée. GR et bunton adoptent l'élément BEAM188, sa longueur et la largeur de la section sont de 0,2 m et l'épaisseur est de 10 mm. La résistance à la déformation du SRSM agit sur la garniture d'arbre par l'intermédiaire d'éléments ressorts verticaux et radiaux, qui sont des éléments COMBIN39 et sont uniquement comprimés. Une extrémité de l'élément de ressort est fixe, l'autre extrémité est connectée au nœud de revêtement d'arbre et son coefficient de rigidité est obtenu selon le RC du tableau 1. Le bas de l'arbre adopte la contrainte fixe et le MSD est obtenu en imposant une condition aux limites de déplacement forcé sur le revêtement d'arbre. La direction le long du petit pain est définie comme l'axe x, la direction perpendiculaire au petit pain est l'axe y, la direction positive est éloignée de l'intérieur de l'arbre, la direction le long de l'arbre est définie comme l'axe z, la direction positive est verticale vers le haut et son origine est située au centre de la surface supérieure. La profondeur de la surface supérieure est de 0 m.

En raison de la restriction des conditions de production sur le terrain, ainsi que du caractère aléatoire et de l'incertitude du type et du temps de déformation du puits minier, la condition d'essai sur le terrain est difficile à respecter. La taille énorme de l'arbre conduit à une grande constante de similitude dans le test du modèle à l'échelle, et cela provoque les petites dimensions de la section transversale du GR et du bunton dans le modèle à l'échelle, qui ne peuvent pas être fabriqués et installés dans le modèle à l'échelle. Sur la base des raisons ci-dessus, l'efficacité de l'élément ressort pour simplifier l'interaction entre l'arbre et le SRSM est vérifiée par les résultats de calcul de l'élément solide.

Le modèle d'éléments finis basé sur l'élément solide du SRSM est illustré à la Fig. 5, et sa taille est de 100 × 100 × 263 m. L'interface environnante du SRSM est contrainte par le déplacement normal et la surface inférieure est contrainte par le fixe. Les autres paramètres de calcul sont identiques à ceux du modèle de calcul de l'élément ressort.

Modèle d'éléments finis basé sur l'élément solide de SRSM.

En raison de la symétrie de la charge appliquée et de la disposition du GR, les lois de déformation du GR dans différentes directions sont symétriques, de sorte que le GR unilatéral dans la direction négative des axes x et y est sélectionné comme objet de recherche. La même charge de déplacement cosinus dans la direction x est appliquée respectivement aux deux modèles, et le résultat du calcul du GRD est illustré à la Fig. 6. La déformation coïncide essentiellement dans les directions x et y, et la loi de déformation est la même dans la direction z, seule l'amplitude est différente. Ce résultat indique la précision du modèle d'éléments finis simplifié basé sur l'élément ressort.

GRD sous différents modèles de calcul.

Le modèle basé sur l'élément ressort n'a pas besoin d'établir un SRSM pleine grandeur, et l'échelle de calcul est considérablement réduite par rapport à l'élément solide, ce qui réduit considérablement les exigences en matière de performances informatiques et améliore considérablement l'efficacité du calcul, comme indiqué dans le tableau 2. Le nombre de grilles est réduit de 16,5 fois et le temps de calcul est réduit de 9,7 fois. De plus, il n'est pas nécessaire d'ajouter un contact entre l'arbre et le SRSM, ce qui simplifie les étapes de calcul et améliore le taux de réussite de la simulation. Les paramètres du poste de travail utilisés dans le calcul sont présentés dans le tableau 3.

Le modèle expérimental de l'arbre est illustré à la Fig. 7. Le capteur de distance laser PT5070F est monté sur une piste avec un curseur qui peut être déplacé d'avant en arrière le long de celle-ci pour mesurer le GRD à différentes positions. Les données de déformation sont transmises à la plate-forme d'acquisition de données LabVIEW via la carte d'acquisition de données LabJackT4 pour réaliser l'enregistrement et le prétraitement des données. L'arbre est en caoutchouc, le SRSM est remplacé par du sable fin et le bunton et le GR sont en alliage d'aluminium. Ses paramètres géométriques sont présentés dans le tableau 4. En raison de la taille du revêtement du puits et de la disposition du bunton et du GR, cette expérience peut vérifier le GRD dans la partie supérieure de 20 m du modèle d'éléments finis. Le modèle expérimental et l'élément de ressort de l'arbre ont le même type de déformation, et le GRD est comparé. Étant donné que les modèles ci-dessus ne suivent pas le théorème de similarité, seule une comparaison qualitative peut être effectuée. Une partie du sable fin au bas d'un côté du modèle d'expérience de puits est retirée et le mouvement du sable fin supérieur entraîne le puits pour produire une déformation inclinée. Pendant ce temps, la charge de déplacement incliné est ajoutée au modèle d'élément de ressort dans la plage de 20 m, et les résultats du calcul GRD ont été comparés.

Modèle expérimental de puits.

Sur la Fig. 6a, le GRD dans la direction horizontale a un bon effet de suivi sur la déformation de l'arbre, et le GRD dans cette direction et sa profondeur correspondante sont normalisés, comme le montre la Fig. 8. La déformation de l'onde au bas des deux modèles est opposée, et la déformation expérimentale est plus petite que celle du modèle d'élément à ressort, principalement en raison des différentes contraintes au bas de l'arbre. L'arbre du modèle expérimental est fixé sur le récipient en acier inoxydable par des boulons, ce qui est une contrainte approximativement fixe, tandis que le modèle de simulation applique uniquement une charge de déplacement à l'arbre local supérieur, et la plage de déformation s'étend vers le bas dans une certaine mesure, ce qui entraîne l'augmentation de la valeur de déformation du rail de guidage inférieur. Cependant, la tendance globale à la déformation du modèle d'élément de ressort est cohérente avec le modèle expérimental. La déformation du rail de guidage diminue avec l'augmentation de la profondeur et s'accompagne de la déformation des vagues. L'amplitude de déformation des vagues augmente avec l'augmentation de la profondeur. Il est en outre prouvé que le modèle d'élément de ressort est une méthode efficace pour analyser le GRD sous MSD.

Déformation du rail de guidage de l'élément ressort et modèle expérimental.

Le MSD provoque non seulement le GRD, mais conduit également facilement à la déconnexion entre l'arbre, le petit pain et le GR. Les caractéristiques GRD sont analysées sous la connexion normale entre elles, la déconnexion de l'arbre du pain et la déconnexion du pain du GR. L'instabilité du moyen de levage est principalement causée par la déformation horizontale du GR. On peut voir sur la Fig. 6 que la déformation horizontale du rail de guidage dans la même direction que la déformation de l'arbre a un bon suivi de la déformation de l'arbre, est fortement corrélée avec la tendance à la déformation de l'arbre et que les autres directions horizontales sont relativement faibles, de sorte que l'accent est mis sur la caractéristique de déformation et la loi du GR correspondant à la déformation de l'arbre dans la direction horizontale. En raison du mécanisme d'action de la compression verticale, la déformation de l'arbre est différente des autres types de déformation, elle se concentre principalement sur l'inclinaison, la flexion, la dislocation et la déformation de la section horizontale de l'arbre.

À partir de la position de − 250 m, le puits est incliné dans la direction positive de l'axe x, et les taux d'inclinaison sont respectivement de 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 et 1 mm/m. Le GRD correspondant à la direction x est représenté sur la figure 9. On peut constater que le GRD est à peu près linéaire et fondamentalement cohérent avec la déformation de l'arbre. Ses valeurs de déformation maximales sont de 49,1, 97,9, 146,5, 195,5 et 244,2 mm, et elle est réduite dans une certaine mesure par rapport à la déformation d'inclinaison de l'arbre. Le GR à une certaine profondeur à partir de la surface supérieure du puits présente une déformation à la fois linéaire et fluctuante. La période de la déformation de fluctuation est de 4 m, qui est l'intervalle entre les petits pains adjacents, et son amplitude et sa plage de déformation augmentent avec l'aggravation de la déformation d'inclinaison. Le GR en dessous de la position de départ de la déformation d'inclinaison ne produit qu'une déformation de fluctuation avec une période de 4 m, et l'amplitude augmente avec l'aggravation de la déformation d'inclinaison.

GRD dans la direction x sous inclinaison.

Le GR inférieur a une action d'étirement sur la partie supérieure, mais l'action de soutien du pain sur le GR entrave l'étirement, ce qui conduit à la déformation inverse du GR avec le pain au centre, formant la déformation de fluctuation dans la partie supérieure. Le GR au-dessus de la position de départ de la déformation inclinée fait tendre la partie inférieure à s'incliner, et la contrainte du pain sur le GR limite cette déformation, d'où la déformation fluctuante de la partie inférieure. Avec l'aggravation de la déformation d'inclinaison, le GRD augmente fondamentalement de manière linéaire, et l'amplitude et la plage de la déformation de fluctuation augmentent, ce qui a une bonne relation de caractérisation pour le type et le degré de déformation d'inclinaison de l'arbre.

Pour rendre la déconnexion représentative entre le pain, le GR et l'arbre sous déformation inclinée, les positions de déconnexion sont sélectionnées aux parties supérieure, médiane et inférieure de l'arbre, qui sont respectivement − 239, − 119, − 71 et − 11 m. La figure 10 montre la déformation dans la direction x du GR sous une déformation inclinée lorsque le petit pain est déconnecté du GR. Sur la figure 10a, la déformation est fondamentalement la même que la connexion normale, sauf près de la position de déconnexion. À la position déconnectée - 239 m, il est étagé avec des hauteurs de 0,4, 1,8, 2,3, 4,3 et 4,9 mm, respectivement. Il augmente avec l'aggravation de la déformation d'inclinaison, et le taux de changement augmente d'abord puis diminue. La position déconnectée est affectée par la déformation inclinée de l'arbre, et la longueur accumulée du GR en dessous est relativement petite, ce qui entraîne une énergie de déformation cumulée relativement faible du GR près de la partie inférieure de la position de déconnexion, mais l'énergie de déformation près de la partie supérieure de la position de déconnexion est beaucoup plus grande que celle de la partie inférieure. Lorsque le pain est déconnecté du GR, l'énergie de déformation est libérée, de sorte que la déformation du GR dans la partie supérieure de la position de déconnexion est plus importante que celle dans la partie inférieure, formant une forme étagée.

GRD dans la direction x sous inclinaison lorsque le bouton est déconnecté du GR.

La loi de déformation près de la position déconnectée à - 119 et - 71 m est fondamentalement la même, comme le montre la Fig. 10b, c, avec une forme en dents de scie, la hauteur augmente avec l'aggravation de la déformation inclinée, et sa valeur minimale est de 3,1 mm et la valeur maximale est de 9,4 mm. Étant donné que la position de déconnexion est située au milieu de la déformation d'inclinaison de l'arbre, la différence d'énergie de déformation accumulée près des parties supérieure et inférieure de la position de déconnexion est relativement faible, et la déformation causée par la libération de l'énergie de déformation est fondamentalement la même, elle a donc une forme en dents de scie. Lorsque le bunton et le GR sont déconnectés à - 11 m, comme illustré à la Fig. 10d, le GR des deux côtés de la position déconnectée est déformé en sens inverse, montrant une dent de scie à double sens. La valeur crête à crête de la dent de scie bidirectionnelle augmente avec l'aggravation de la déformation inclinée, et la valeur minimale est de 9,8 mm et la valeur maximale est de 36,5 mm, ce qui dépasse de loin la valeur admissible du GRD stipulée par les règles de sécurité des mines de charbon. L'étirement du GR supérieur vers l'inférieur provoque l'étirement important du pain supérieur vers le bas, induit le pliage du pain vers le bas. Lorsque le pain supérieur est déconnecté du GR, la déformation en flexion du pain à la position déconnectée est fortement relâchée et la déformation aux autres positions est réduite dans une certaine mesure, mais la courbure est toujours importante. Sous l'action de la déformation en flexion, GR se déforme sur le côté avec une courbure plus petite, c'est-à-dire la direction négative de l'axe x, formant une dent de scie à double sens. Grâce à l'analyse ci-dessus, on constate que les lois de déformation de GR correspondant à différentes positions déconnectées sont distinctes. Le bas est étagé, le milieu est en dents de scie et la partie supérieure est en dents de scie à double sens. Lorsque la déformation d'inclinaison augmente, son amplitude de déformation augmente. La position de déconnexion près du sol a le plus grand impact sur le GRD et est facile à provoquer des accidents de levage.

Lorsque le pain est déconnecté de l'arbre à différentes positions, la déformation dans la direction x du GR sous déformation d'inclinaison est illustrée à la Fig. 11. La loi GRD est fondamentalement inchangée à la position déconnectée de - 239, - 119 et - 71 m, et la loi GRD globale est fondamentalement la même que celle dans l'état de connexion normal. La période devient 8 m à - 11 m, comme le montre la Fig. 11d, et elle est le double de la distance entre les petits pains adjacents, mais l'amplitude reste fondamentalement inchangée. La déconnexion entre l'arbre et le pain perd son effet de soutien sur le pain, l'effet contraignant du pain déconnecté sur le GR est invalide, et le GR se déforme sous l'action du pain d'intervalle, ce qui fait finalement changer la période du GRD à cette position. Étant donné que l'effet de soutien du pain supérieur sur le GR est beaucoup plus fort que celui des parties médiane et inférieure, la position de déconnexion supérieure affecte facilement la déformation du guide. La déconnexion du pain et de l'arbre a moins d'influence sur le GRD que la séparation du pain et du GR, il convient donc de prêter attention à l'état de connexion du pain et du GR sous la déformation inclinée de l'arbre.

GRD dans la direction x sous inclinaison lorsque le bouton est déconnecté de l'arbre.

Le segment de − 140 à − 120 m du puits agit sur la donnée de déformation en flexion dans la direction x, qui est de type cosinus, les amplitudes sont tour à tour de 1, 2, 3, 4 et 5 mm. Le GRD dans la direction x est illustré à la Fig. 12, il y a une flexion approximativement symétrique de − 146 à − 119 m, et les plages de déformation sont (− 143,1, − 119,1), (− 147,1, − 119,1), (− 147,9, − 119,1), (− 148,7, − 119,1) et (− 149 .8, − 119.1) m, qui sont supérieures à la plage de déformation en flexion de l'arbre. La valeur maximale de GRD est de 0,99, 1,96, 2,93, 3,90 et 4,87 mm, la position correspondante est − 130,2 m et c'est la position de déviation maximale de l'arbre. Il existe des différences dans la loi GRD des deux côtés de la déflexion maximale, le côté droit est une courbe lisse et le côté gauche est une courbe étagée inclinée. La courbe inclinée en escalier est principalement due à l'asymétrie du bouton par rapport à la position de déflexion maximale de l'arbre. Le bunton le plus proche de la position de déviation maximale de l'arbre est situé sur son côté inférieur, la déviation maximale de GR apparaît près du bunton sous son action, et la relation de distance fait que l'action ci-dessus sur le côté inférieur de la déviation maximale de l'arbre est beaucoup plus grande que le côté supérieur, de sorte que le taux d'atténuation de la déformation du guide est relativement lentement au-dessus de la position de déviation maximale de l'arbre. Néanmoins, l'effet du petit pain adjacent supérieur le plus éloigné sur celui-ci augmente encore son taux d'atténuation et il devient la forme étagée. Il existe une relation correspondante entre le GRD et la déformation en flexion de l'arbre. Lorsque l'amplitude de la déformation en flexion de l'arbre augmente, l'amplitude et la plage de la déformation en flexion du GR s'agrandissent, et la loi de déformation est la même. Il indique la sensibilité et la fiabilité du GRD pour caractériser la déformation en flexion de l'arbre.

GRD dans la direction x sous flexion.

GRD apparaît une faible fluctuation périodique en dehors d'une certaine distance de la région de flexion de l'arbre, sa période est de 4 m et son amplitude ne change fondamentalement pas avec la déformation de flexion de l'arbre, ce qui indique que son influence sur le GR est limitée. De − 119 à − 106 m, la déformation présente généralement un arc renversé, et son amplitude est plus grande que les autres positions de la déformation de fluctuation et elle augmente avec l'aggravation de la déformation en flexion de l'arbre. La contrainte du bunton sur la déformation en flexion du GR le soumet à une force dans la direction x négative et pousse le GR à se déplacer le long de la direction x négative dans une certaine plage, et finalement l'arc inversé se produit. La fluctuation est principalement causée par l'effet de contrainte du bunton sur le GR. L'action de la gravité conduit le GR à se déformer dans le sens vertical, et les contraintes limitent cette déformation, ce qui fait que la moitié supérieure du GR entre les petits pains adjacents se déforme selon la direction x négative, la moitié inférieure se déforme selon la direction x positive, et le joint a la plus petite déformation et est le point de départ de la fluctuation périodique. L'amplitude maximale des fluctuations ci-dessus n'est que de 0,02 mm, la verticalité et la rectitude répondent aux exigences de la spécification d'installation GR, et elle est généralement droite, ce qui indique en outre la rationalité des paramètres de connexion initiaux du bunton, du GR et de l'arbre.

Les positions de déconnexion sont − 11, − 47, − 83, − 107, − 119, − 131, − 143, − 155, − 179, − 215 et − 251 m dans l'ordre, et sont partout dans la position de flexion et des deux côtés de l'arbre. En raison de la même loi GRD sous différents degrés de déformation en flexion de l'arbre, on étudie une amplitude de déformation en flexion de l'arbre de 1 mm à la déconnexion. La figure 13 montre la loi GRD lorsque le pain est déconnecté du GR sous l'action de la flexion. Le GR à la position déconnectée se déforme dans la direction opposée, et son amplitude est de 0,38 mm en dehors de la plage de déformation de flexion de l'arbre, qui est d'environ 7 fois l'amplitude de la déformation de fluctuation. L'amplitude maximale se produit à - 119 m, et elle est d'environ 14 fois l'amplitude. Cette position de déconnexion est située à la jonction de la déformation de flexion de l'arbre, et le petit pain en dessous est situé dans la zone d'action de la déformation de flexion de l'arbre, de sorte que le GR en dessous est soumis à l'action ci-dessus, ce qui entraîne son amplitude anormalement importante. La position déconnectée à - 131 m est située au milieu de la zone de déformation en flexion de l'arbre, le GR au-dessus produit la déformation inverse et son amplitude est 5 fois celle de la déformation de fluctuation, et la déformation en dessous est fondamentalement la même que celle de la connexion normale. En raison de la déformation en flexion de l'arbre, l'extrémité du pain adjacent à la position déconnectée est pliée vers l'intérieur de l'arbre, cela fait que le pain près de la position de déconnexion est plié vers le bas, le GR inférieur est courbé dans la direction x positive, et le GR supérieur est déformé dans la direction opposée, ce qui conduit finalement à ce que le GR se produise une déformation opposée à la position déconnectée entre le pain et le GR.

GRD dans la direction x sous flexion lorsque le bouton est déconnecté du GR.

Lorsque le Bunton est déconnecté de l'arbre sous l'action de la déformation de flexion de l'arbre, le GRD est illustré à la Fig. 14. Lorsque la déconnexion est en dehors de la déformation de flexion de l'arbre, la période de déformation de fluctuation change à la position de déconnexion et devient 8 m, et l'amplitude ne change fondamentalement pas. Lorsque la position déconnectée est située à − 119 m à la jonction supérieure de la déformation de flexion de l'arbre, la loi GRD sur le côté inférieur de la position déconnectée est fondamentalement la même que la connexion normale. La déformation sur le côté supérieur de la position déconnectée s'étend dans la direction x négative, ce qui est principalement dû à l'effet de flexion du GR inférieur dans la direction x positive et à l'effet de retenue inverse du GR supérieur en position déconnectée. Lorsque la position déconnectée est située à − 143 m à la jonction inférieure, la déformation diminue du côté supérieur près de la position déconnectée, et elle augmente du côté inférieur. Le GR au-dessus de cette position déconnectée est situé dans la zone de déformation en flexion de l'arbre, il agit sur le GR avec une force active dans la direction x positive, produisant ainsi un effet de traction sur le GR inférieur dans la direction x positive. Le bouton à cette position de déconnexion est situé à l'extérieur de la zone de déformation en flexion de l'arbre. Lorsqu'il s'agit d'une connexion normale, il produit une contrainte négative dans la direction x sur le GR pour ralentir son taux d'atténuation de la déformation en flexion, la contrainte ci-dessus est éliminée sous l'état de déconnexion provoque une augmentation du taux d'atténuation de la déformation en flexion GR, ce qui induit une diminution du GRD supérieur près de la position déconnectée. et la plage de déformation en flexion du GR et la valeur de déformation en dessous de celle-ci augmentent.

GRD dans la direction x sous flexion lorsque le bouton est déconnecté de l'arbre.

Lorsque la position déconnectée est de − 131 m dans la zone de déformation en flexion de l'arbre, la loi de déformation près de la position déconnectée est fondamentalement la même que la connexion normale, et la période et l'amplitude ne changent pas de manière significative. Lorsque le pain déconnecté est situé dans la zone de déformation en flexion de l'arbre et que le pain adjacent a une forte force de déformation en flexion sur le GR en même temps, donc même si un seul pain est déconnecté du GR, sa condition de force est fondamentalement inchangée, ce qui n'entraîne pratiquement aucun changement dans sa loi de déformation et son amplitude. Lorsque le pain déconnecté se trouve en dehors de la plage de déformation en flexion de l'arbre, la période de déformation GR à la position déconnectée change, mais l'amplitude ne change pas. Lorsque le petit pain déconnecté est situé à la jonction de la déformation de flexion de l'arbre, la déformation et la période à la position déconnectée changent en même temps. La déconnexion entre le pain et l'arbre sous l'action de déformation en flexion a peu d'influence sur la loi de déformation du GR, et la connexion entre le pain et le GR doit être focalisée.

Pour une déformation de dislocation de l'arbre donnée dans la direction x de − 130 à − 90 m, l'amplitude est de 1, 2, 3, 4 et 5 mm à la position de dislocation de − 130 m et devient 0 mm à − 90 m, et le taux d'atténuation est de 0,025, 0,05, 0,075, 0,010 et 0,0125 mm/m. Le GRD sous l'action de dislocation est illustré à la Fig. 15. La déformation maximale du GR est de 0,94, 1,88, 2,82, 3,78 et 4,72 mm, et sa position est de − 126,2 m, ce qui est supérieur à la position de dislocation de l'arbre, mais son amplitude est fondamentalement inchangée par rapport à l'amplitude de dislocation de l'arbre. La distance entre le bunton adjacent rend difficile la coïncidence avec la position de la déformation de dislocation de l'arbre, et l'effet de déformation de dislocation est transmis au GR par le bunton, de sorte que cet effet provoque la déformation maximale du GR à proximité du bunton, et sa position est déplacée vers le haut par rapport à la position de dislocation de l'arbre. La plage d'influence de la déformation de dislocation sur le GRD est (− 143,5, − 88,3), (− 143,9, − 88,3), (− 146,7, − 88,3), (146,9, − 88,3) et (− 146,9, − 88,3) m, ce qui est beaucoup plus grand que le champ d'action de la déformation de dislocation de l'arbre. L'arbre au-dessus de l'interface de dislocation produit un effet d'étirement sur la partie inférieure, sa partie inférieure se déplace dans la direction x positive et élargit la plage de déformation de l'arbre, mais la résistance du SRSM à l'arbre limite la plage de transmission de l'effet ci-dessus, ce qui induit la plage de déformation du GR est beaucoup plus grande que la plage d'action de la déformation de dislocation de l'arbre. Il existe des différences dans la loi de déformation du GR des deux côtés de l'amplitude maximale, le côté supérieur montre la tendance d'atténuation de la déformation d'inclinaison, et son taux d'atténuation est fondamentalement le même que la déformation de dislocation de l'arbre, accompagnée d'une déformation de fluctuation. Le côté inférieur a une tendance à la déformation en flexion, et le taux d'atténuation augmente d'abord puis diminue à mesure qu'il s'éloigne de l'amplitude maximale, qui est principalement causée par la déformation de suivi de l'arbre sous l'interface de dislocation. Le GRD correspondant à la luxation diaphysaire est une combinaison d'inclinaison et de flexion. Avec l'augmentation de la déformation de dislocation, la pente de la déformation inclinée de GR, la courbure de la déformation de flexion et l'augmentation d'amplitude maximale, qui sont évidemment différentes de la caractéristique de déformation de GR sous flexion ou inclinaison de l'arbre, et il existe une bonne relation de cartographie pour la dislocation de l'arbre.

GRD dans la direction x sous luxation.

La figure 16a montre la déformation dans la direction x du GR lorsqu'il est déconnecté du pain sous l'action de la luxation de l'arbre, sa position est − 11, − 47, − 83, − 107, − 119, − 131, − 143, − 155, − 179, − 215 et − 251 m, et le GR en position déconnectée génère la déformation inverse. La valeur crête à crête de la déformation opposée en dehors de la plage de dislocation de l'arbre est d'environ 0,4 mm, et elle est d'environ 20 fois la déformation de fluctuation, qui est principalement causée par la libération de l'interaction entre le GR et le bunton sous l'action de la gravité. Lorsque la déconnexion entre le bunton et le GR est de − 107 et − 119 m dans la zone de dislocation de l'arbre, la valeur crête à crête de la déformation opposée est de 0, 53 et 0, 57 mm, respectivement, et sa valeur augmente moins par rapport à l'extérieur de la région de déformation de la dislocation de l'arbre. De plus, la valeur crête à crête à la jonction de la déformation de flexion de l'arbre est fondamentalement la même que celle à l'extérieur de la zone de dislocation de l'arbre. Lorsque le bouton est déconnecté de l'arbre à différentes positions, le GRD est représenté sur la figure 16b. La déformation diminue près du côté supérieur de la position déconnectée de − 143 m, le côté inférieur augmente, et son mécanisme de déformation est le même qu'à cette position sous l'action de la déformation en flexion de l'arbre, donc l'explication n'est pas répétée ici. L'autre position déconnectée est fondamentalement inchangée en amplitude, et seule la période devient le double de la déformation de fluctuation. La loi de déformation est fondamentalement la même que la connexion normale, à l'exception de la position de déconnexion ci-dessus. Par conséquent, l'influence de la déformation de la dislocation de l'arbre sur le GR n'a pas d'atténuation évidente en raison de la déconnexion entre le petit pain et le GR.

GRD dans la direction x sous luxation lorsque la connexion est anormale.

Le puits du segment de − 130 à − 110 m impose un déplacement donné dans la direction x de sorte que sa section transversale soit approximativement elliptique, le petit axe est l'axe x et le grand axe est l'axe y, et l'amplitude se produit à l'intersection de la paroi extérieure du puits et de l'axe x. Il s'atténue uniformément des deux côtés le long de l'axe y et devient 0 mm à l'intersection de l'arbre et de l'axe y, et la courbe d'atténuation est cosinus. La figure 17 montre le GRD lorsque les amplitudes du changement de section horizontale de l'arbre sont tour à tour de 1, 2, 3, 4 et 5 mm. Le GRD de − 134,9 à − 107,4 m est principalement affecté par le changement de section horizontale, et l'intervalle est fondamentalement inchangé avec l'aggravation du changement de section horizontale. La déformation est généralement trapézoïdale, la section médiane est une ligne droite horizontale accompagnée d'une déformation de fluctuation, et la zone de transition se désintègre rapidement, généralement une ligne droite inclinée. Avec l'augmentation de l'amplitude de déformation du changement de section horizontale, le GRD de − 134,9 à − 130,5 m montre le phénomène de voûte locale, qui devient plus sévère avec l'aggravation de la déformation ci-dessus. Le phénomène ci-dessus se produit près de la jonction de la zone d'action et d'influence du changement de section horizontale. Le bunton dans la zone d'action suit l'arbre pour se déformer dans la direction x positive, et le GRD dans la zone affectée est moins affecté par le changement de section horizontale de l'arbre et le bunton dans la zone affectée a un fort effet contraignant sur la déformation du guide dans la direction x positive, et le GR dans la zone d'action existe un fort effet d'étirement sur le GR dans cette position, ce qui induit le phénomène de voûte locale.

GRD dans la direction x sous changement de section horizontale.

Les amplitudes du GRD sont de 0,33, 0,70, 1,04, 1,38 et 1,73 mm correspondant à chaque changement de section horizontale, et il s'agit d'une grande atténuation par rapport à la déformation de l'arbre. L'amplitude de déformation de fluctuation de − 107,4 à − 73,1 m augmente avec l'aggravation du changement de section horizontale, son amplitude n'est pas une règle de changement évidente de − 73,1 à − 46,9 m, et l'amplitude de − 46,9 à 0 m diminue. Le phénomène ci-dessus est principalement causé par le fort effet de contrainte du bunton de la zone de transition sur le GR, et le fort effet d'étirement du GR inférieur sur la partie supérieure. La loi de déformation du GR est fondamentalement la même sous l'amplitude différente du changement de section horizontale de l'arbre, mais il existe des différences évidentes dans l'amplitude, qui existe une bonne relation correspondante entre le changement de section horizontale de l'arbre et la loi de déformation du GR.

Lorsque le bunton est déconnecté du GR, sa position est − 11, − 47, − 83, − 107, − 119, − 131, − 143, − 179, − 215 et − 251 m, respectivement, et le GRD est illustré à la Fig. 18a sous changement de section horizontale. Il génère la déformation opposée à la position déconnectée, et son maximum crête à crête se produit dans la zone de transition du changement de section horizontale à - 107 m et sa valeur est de 0,94 mm. Le petit pain déconnecté dans la zone de transition se situe à l'extérieur de la déformation de l'arbre et a peu d'effet de déformation sur le GR, et le petit pain sous la zone de transition se situe dans la zone de déformation de l'arbre et suit la déformation de l'arbre pour entraîner le GRD, ce qui provoque une grande différence de force entre les petits pains adjacents, et la valeur crête à crête maximale apparaît. Dans la zone de changement de section horizontale du puits à − 119 m, la valeur crête à crête est de 0,43 mm, et sa valeur est sensiblement la même que la position de déconnexion hors zone d'action du changement de section horizontale du puits. La déconnexion entre le pain et le GR dans la zone de transition a la plus grande influence sur le GRD, ce qui peut facilement conduire à la déformation anormale.

GRD dans la direction x sous la section horizontale change lorsque la connexion est anormale.

La figure 18b est le GRD correspondant à la déconnexion entre le pain et l'arbre sous le changement de section horizontale de l'arbre. La déconnexion en dehors de la zone d'action et de transition de la déformation de l'arbre ne modifie que la période de déformation de fluctuation près de la position de déconnexion et sa valeur est de 8 m, et l'amplitude est fondamentalement inchangée. Dans la zone d'action de déformation de l'arbre, la valeur crête à crête maximale est de 1,12 mm à la position de déconnexion de − 119 m, et la valeur crête à crête à − 107 et − 131 m dans les zones de transition supérieure et inférieure sont respectivement de 0,57 et 0,62 mm. Les petits pains des deux côtés de la position déconnectée sont situés dans la zone d'action de déformation de l'arbre, sont soumis à l'effet de traction de l'arbre dans la direction x positive, mais le petit pain à la position de déconnexion n'a pas l'effet ci-dessus, ce qui conduit finalement à un arc inversé local près de la position. Le principe de déformation du GR à la position de déconnexion de la zone de transition est le même que ci-dessus, sauf qu'un côté du pain est situé dans la zone d'action et l'autre côté est situé dans la zone de transition. Cependant, l'effet dans la zone de transition est relativement faible, ce qui se traduit par une valeur crête à crête relativement plus faible. Lorsque le pain est déconnecté du GR ou de l'arbre, le changement de section horizontale a une grande influence sur le GRD, il convient donc de prêter attention à l'état de la connexion.

Afin d'étudier la loi GRD sous MSD, la formule de calcul du coefficient de raideur du ressort qui simplifie l'interaction entre l'arbre et le SRSM est déduite, et le modèle de calcul par éléments finis basé sur l'élément ressort est établi pour l'analyse de la loi de déformation du GR sous MSD, et les conclusions suivantes sont obtenues :

Le modèle de calcul par éléments finis basé sur l'élément ressort permet de mieux simuler l'interaction entre l'arbre et le SRSM. Par rapport au modèle d'élément solide, les étapes de calcul sont simples et l'échelle de calcul est considérablement réduite, ce qui améliore considérablement l'efficacité de l'analyse de simulation.

Il existe des différences évidentes dans la loi de déformation du GR sous différents types de MSD, elle est fortement corrélée avec la tendance à la déformation de l'arbre et a une forte capacité à caractériser la déformation de l'arbre. Sous le même type de MSD, le GRD augmente de manière significative avec l'aggravation de la déformation de l'arbre, la plage GRD est élargie contrairement à la déformation de l'arbre et l'amplitude est atténuée dans une certaine mesure. La plage de déformation sous l'action de dislocation a la capacité d'expansion la plus forte et l'amplitude a le taux de décroissance le plus rapide sous le changement de section horizontale.

Lorsque le bouton est déconnecté du GR sous le MSD, le GRD en position déconnectée est essentiellement en dents de scie bidirectionnelles, et sa valeur crête à crête est différente en raison de la position de déconnexion et du type de MSD. Lorsque le pain est déconnecté de l'arbre, la période du GRD est doublée en position déconnectée, elle n'a fondamentalement aucune influence sur l'amplitude sauf pour le changement de section horizontale. Par rapport à la déconnexion du bunton et du GR, cela a moins d'impact et une attention particulière doit être portée à l'état de connexion entre le bunton et le GR.

L'article n'étudie que la loi de déformation du GR sous le seul type de MSD. Avec l'approfondissement continu du puits et les conditions géologiques de plus en plus complexes, la loi de déformation du GR sous le type composite MSD devrait être étudiée plus avant.

Les ensembles de données utilisés et/ou analysés au cours de l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

Wang, J. et al. Algorithme d'alerte à court terme et de surveillance de l'intégrité pour la sécurité des puits de mine de charbon. Trans. Nonferr. Rencontré. Soc. Chine 24, 3666–3673 (2014).

Article Google Scholar

Gabriel, W., Danielle, D. & Mark, DS Développement d'un algorithme d'ajustement elliptique pour améliorer les capacités de détection des changements avec des applications de surveillance de la déformation dans les tunnels et puits circulaires. Tonn. Sous-gr. Technol. 43, 336–349 (2014).

Article Google Scholar

Bruneau, G. et al. Influence des failles sur un puits de mine - Une étude de cas : Partie I - Contexte et instrumentation. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 40, 95–111 (2003).

Article Google Scholar

Gonzalez, M. et al. Surveillance de l'état basée sur un modèle des rails de guidage dans les systèmes électromécaniques. Méca. Syst. Processus de signalisation. 120, 630–641 (2019).

Annonces d'article Google Scholar

Sun, QH et al. Mécanisme de rupture par déformation d'un puits vertical profond dans la zone minière de Jinchuan. Durabilité 12, 2226–2323 (2020).

Article Google Scholar

Zhou, GB et al. Stratégie de contrôle de la topologie pour les réseaux de capteurs mobiles dans les puits ultraprofonds. IEEE Trans. Inf. ind. 14(5), 2251–2260 (2018).

Article Google Scholar

Wang, D. & Yang, WL Recherche sur la surveillance de la déformation des puits de mine de charbon basée sur la technologie des réseaux de fibres. J.Phys. Conf. Ser. 1579, 042088-8 (2020).

Google Scholar

Kwinta, A. Prédiction de la déformation dans un puits causée par l'exploitation minière souterraine. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 55, 28–32 (2012).

Article Google Scholar

Bruneau, G. et al. Influence des failles sur un puits de mine - Une étude de cas : Partie II - Modélisation numérique. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 40, 113–125 (2003).

Article Google Scholar

Zhao, QL et al. Analyse de la déformation et évaluation de la stabilité du puits principal de la mine Jinchuan n° 3. J. China Univ. Min. Technol. 17(2), 290–294 (2007).

Article Google Scholar

Yan, H. et al. Caractéristiques de rupture de puits et effets de contrôle du taux de compression du corps de remblai dans l'exploitation minière de veines de charbon ultra-contiguës. Environ. Terre Sci. 77, 458-512 (2018).

Annonces d'article Google Scholar

Ma, FS et al. Effondrement de puits vertical à la mine de nickel de Jinchuan, province de Gansu, Chine : analyse des facteurs contributifs et des mécanismes de causalité. Environ. Terre Sci. 69, 21–28 (2013).

Annonces d'article Google Scholar

Dias, TGS, Farias, MM & Assis, AP Puits de grand diamètre pour infrastructures souterraines. Tonn. Sous-gr. Technol. 45, 181-189 (2015).

Article Google Scholar

Walton, G. et al. Étude de la stabilité du puits et de la déformation anisotrope dans un puits profond en Idaho, États-Unis. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 105, 160-171 (2018).

Article Google Scholar

Jeong, S. & Seo, D. Analyse des murs de raccordement à l'aide des courbes P–y proposées pour les sources de sol couplées. Calcul. Géotechnique. 31, 443–456 (2004).

Article Google Scholar

Amichai, M., Elmo, D. & Doug, S. Développement d'une approche analogue de ressort pour l'étude des piliers et des arbres. Int. J.Min. Sci. Technol. 28, 267-274 (2018).

Article Google Scholar

Zlatanovic, E. et al. Analyse de l'interaction tunnel-sol : modèle discret poutre-ressort vs modèle EF continu. Journal technique 24, 61–69 (2017).

Google Scholar

Ramezan, MS, Ghanbari, A. & Hosseini, SAA Nouveau modèle mathématique pour le calcul des fréquences naturelles des murs de soutènement en tenant compte de l'interaction sol-structure. Appl. Mathématiques. Modèle. 45, 179-191 (2017).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Soleil, WW et al. Analyse numérique d'une structure composite de tunnel profond à trois couches. Calcul. Modèle. Ing. Sci. 127, 223-239 (2021).

Google Scholar

Zhao, JL et al. Recherche sur la loi de déformation des rails de guidage causée par les puits verticaux des mines sous action non minière. Ing. Échouer. Anal. 134, 106089–106118 (2022).

Article Google Scholar

Vasseghi, A. et al. Analyse de défaillance d'un gazoduc soumis à un glissement de terrain. Ing. Échouer. Anal. 119, 105009–105019 (2021).

Article Google Scholar

Barrera, J. et al. Analyse des systèmes de butées : Interaction pipeline, sol et fondation. Ing. Échouer. Anal. 138, 106409–106421 (2022).

Article Google Scholar

Taghavi, A. et al. Couplage de résistance axiale et latérale dans l'analyse des puits forés de grand diamètre. Ing. Structure. 206, 110160–110214 (2020).

Article Google Scholar

Zhang, BQ et al. Modèle analytique de poutres enterrées sur une fondation sans tension soumise à un tassement différentiel. Appl. Mathématiques. Modèle. 87, 269-286 (2020).

Article MathSciNet MATH Google Scholar

Télécharger les références

Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine [numéros de subvention : 51975569, 51675520].

École d'ingénierie mécatronique, Université chinoise des mines et de la technologie, Xuzhou, 221116, Chine

Jianlong Zhao, Chi Ma, Xingming Xiao et Yuqiang Jiang

École de génie chimique et de technologie, Université chinoise des mines et de la technologie, Xuzhou, 221116, Chine

Jinna Han

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

Vous pouvez également rechercher cet auteur dans PubMed Google Scholar

JZ et CM ont écrit le texte principal du manuscrit et JH, XX et YJ ont préparé les Fig. 1, 2 et 3. Tous les auteurs ont revu le manuscrit.

Correspondance à Chi Ma ou Jinna Han.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

Libre accès Cet article est sous licence Creative Commons Attribution 4.0 International, qui autorise l'utilisation, le partage, l'adaptation, la distribution et la reproduction sur tout support ou format, à condition que vous accordiez le crédit approprié à l'auteur ou aux auteurs originaux et à la source, fournissez un lien vers la licence Creative Commons et indiquez si des modifications ont été apportées. Les images ou tout autre matériel de tiers dans cet article sont inclus dans la licence Creative Commons de l'article, sauf indication contraire dans une ligne de crédit au matériel. Si le matériel n'est pas inclus dans la licence Creative Commons de l'article et que votre utilisation prévue n'est pas autorisée par la réglementation légale ou dépasse l'utilisation autorisée, vous devrez obtenir l'autorisation directement du détenteur des droits d'auteur. Pour voir une copie de cette licence, visitez http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Réimpressions et autorisations

Zhao, J., Ma, C., Han, J. et al. Recherche de la loi de déformation des rails de guidage sous l'action de la déformation minière dans le puits vertical de la mine. Sci Rep 13, 5604 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32767-2

Télécharger la citation

Reçu : 12 octobre 2022

Accepté : 02 avril 2023

Publié: 05 avril 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-32767-2

Toute personne avec qui vous partagez le lien suivant pourra lire ce contenu :

Désolé, aucun lien partageable n'est actuellement disponible pour cet article.

Fourni par l'initiative de partage de contenu Springer Nature SharedIt

En soumettant un commentaire, vous acceptez de respecter nos conditions d'utilisation et nos directives communautaires. Si vous trouvez quelque chose d'abusif ou qui ne respecte pas nos conditions ou directives, veuillez le signaler comme inapproprié.