綜放沿空巷道圍巖系統(tǒng)混沌動(dòng)力學(xué)特征研究

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　　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(wèn)題十分突出。以南屯煤礦綜放沿空巷道為原型，進(jìn)行圍巖穩(wěn)定性的離散元數(shù)值模擬，提取表征系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性態(tài)的變量及時(shí)問(wèn)序列，通過(guò)功率譜分析、分維數(shù)提取和最大Lyapunov指數(shù)計(jì)算，研究圍巖系統(tǒng)的混沌動(dòng)力學(xué)特征。綜放沿空巷道圍巖變形力學(xué)過(guò)程是一個(gè)混沌力學(xué)過(guò)程，具有對(duì)煤柱寬度及支護(hù)條件等初始條件的敏感依賴性。當(dāng)煤柱寬度小于3 rfl時(shí)，功率譜具有連續(xù)的噪聲背景與寬峰特征，關(guān)聯(lián)維數(shù)均為分?jǐn)?shù)，最大Lyapunov指數(shù)一般大于0，系統(tǒng)處于混沌運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)煤柱寬度為3～4 m時(shí)，錨桿支護(hù)后功率譜的寬峰特征消失，頻譜成分也不豐富，關(guān)聯(lián)維數(shù)均為分?jǐn)?shù)，最大Lyapunov指數(shù)由正變負(fù)，系統(tǒng)由混沌運(yùn)動(dòng)向定常運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變，是系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性態(tài)變化的拐點(diǎn)：當(dāng)煤柱寬度大于5 m時(shí)，系統(tǒng)處于定常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。采用功率譜分析法和最大Lyapunov指數(shù)法，可以評(píng)價(jià)綜放沿空巷道的混沌動(dòng)力學(xué)特征。

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