Parametrische Studie eines neuen Bohrloch-Layouts zur Druckentlastung zur Verhinderung von Felsstürzen in hochbelasteten Stollen

Um die Herausforderung der Koordination von "Druckentlastung" und "Unterstützung" bei der Kontrolle von Felsstürzen in hochbelasteten Stollen zu bewältigen, schlägt diese Studie eine neuartige Methode der Druckentlastung durch langstreckige Bohrlöcher mit großem Durchmesser vor, die parallel zum Stollen angeordnet sind (LDBP), und erläutert deren zugrunde liegenden Mechanismus zur Felssturzkontrolle. Es wird eine theoretische Analyse durchgeführt, um die Bohrlochanordnung und die Prinzipien zur Bestimmung der optimalen Parameter von LDBP vorzuschlagen. Durch numerische Simulationen werden die Vorteile von LDBP bei der Erreichung eines "Druckentlastungs-Unterstützungs-Gleichgewichts" bestätigt. Der Einfluss der Bohrlochparameter auf die Spannungen und die Energieentwicklung im Stollen wird untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass LDBP im Vergleich zu herkömmlichen Bohrlochschemata die Spannungs- und Energiekonzentration in den Schulter- und Seitenwandbereichen des Stollens reduziert und dabei nur eine geringe Auswirkung auf die Gesamtstärke des Stollens hat. Wenn die Bohrlöcher weiter vom Stollen entfernt positioniert werden, verschiebt sich die maximale Anlagespannung tiefer ins Kohlebecken und nimmt entsprechend ab. Der optimale Standort für LDBP ist der Grenzbereich zwischen plastischer und elastischer Zone, der in der Praxis vor Ort zuverlässig mit der Bohrmehlmethode identifiziert werden kann. Die koordinierte Auslegung von Bohrlochabstand und Durchmesser ist für eine effektive Entspannung unerlässlich; die Bildung einer durchgehenden plastischen Zone ist ideal, während falsch gewählte Parameter eine "Doppelspitzen"-Spannungsverteilung zwischen den Bohrlöchern verursachen und den Spitzenwert der Spannung erhöhen können.