綜放沿空巷道圍巖系統(tǒng)混沌動力學特征研究

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內容簡介

　　厚煤層綜采放頂煤開采的沿空巷道頂、幫均為煤體或煤柱，其穩(wěn)定性問題十分突出。以南屯煤礦綜放沿空巷道為原型，進行圍巖穩(wěn)定性的離散元數值模擬，提取表征系統(tǒng)動力學性態(tài)的變量及時問序列，通過功率譜分析、分維數提取和最大Lyapunov指數計算，研究圍巖系統(tǒng)的混沌動力學特征。綜放沿空巷道圍巖變形力學過程是一個混沌力學過程，具有對煤柱寬度及支護條件等初始條件的敏感依賴性。當煤柱寬度小于3 rfl時，功率譜具有連續(xù)的噪聲背景與寬峰特征，關聯維數均為分數，最大Lyapunov指數一般大于0，系統(tǒng)處于混沌運動狀態(tài)；當煤柱寬度為3～4 m時，錨桿支護后功率譜的寬峰特征消失，頻譜成分也不豐富，關聯維數均為分數，最大Lyapunov指數由正變負，系統(tǒng)由混沌運動向定常運動轉變，是系統(tǒng)動力學性態(tài)變化的拐點：當煤柱寬度大于5 m時，系統(tǒng)處于定常運動狀態(tài)。采用功率譜分析法和最大Lyapunov指數法，可以評價綜放沿空巷道的混沌動力學特征。

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