巨厚薄层状顶板回采巷道围岩裂隙演化规律的相似模拟试验研究 被引量：37

1

作者 郜进海 康天合 +1 位作者 靳钟铭 郑铜镖 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第19期3292-3297,共6页

运用相似模拟试验和分形几何理论,研究了受采动影响的回采巷道围岩裂隙产生-扩展-贯通-破坏的演化规律。巷道两帮围岩裂隙呈弧形向巷帮深处扩展,并按幂函数规律衰减;两帮顶板裂隙呈二次曲线演化规律;巷道上方顶板裂隙主要集中在巷帮上... 运用相似模拟试验和分形几何理论,研究了受采动影响的回采巷道围岩裂隙产生-扩展-贯通-破坏的演化规律。巷道两帮围岩裂隙呈弧形向巷帮深处扩展,并按幂函数规律衰减;两帮顶板裂隙呈二次曲线演化规律;巷道上方顶板裂隙主要集中在巷帮上方。用裂隙密度分形维数定量描述了巷道围岩裂隙的分布和演化。研究结果有利于了解巷道围岩内部破裂的发生与发展规律,为选择巷道锚固方案和优化锚固设计参数提供了依据。 展开更多

关键词 采矿工程 相似模拟 围岩裂隙 分形演化 裂隙密度 分形维数

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微型土压力盒的标定及修正 被引量：36

2

作者 韦四江 王大顺 +1 位作者 郜进海 苏承东 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期1003-1006,共4页

微型土压力盒的载荷系数K值与工作介质有很大关系,为研究其在不同介质中的工作特性,室内试验研究了散体材料、粉体材料和相似材料在砝码加载情况下的载荷系数。分析了厂家给定值和标定值的差异及产生原因,指出砂标K值偏差比厂家给定值小... 微型土压力盒的载荷系数K值与工作介质有很大关系,为研究其在不同介质中的工作特性,室内试验研究了散体材料、粉体材料和相似材料在砝码加载情况下的载荷系数。分析了厂家给定值和标定值的差异及产生原因,指出砂标K值偏差比厂家给定值小50%左右,试验时需要对给定值进行修正;粉体和相似材料的标定值与给定值相差不大,可以直接采用厂家所给数据。 展开更多

关键词 微型土压力盒 标定 修正

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薄层状碎裂顶板综采切眼锚固参数与锚固效果 被引量：31

3

作者 康天合 郜进海 潘永前 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第z2期4930-4935,共6页

介绍了薄层状碎裂顶板综采切眼采用螺纹钢锚杆-金属网-钢筋焊接梯子梁-锚索-槽钢梁等进行联合锚固的地质力学条件、围岩特征和施工方式,提出了该条件下锚周材料的选择原则和选择结果。运用以巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比设计方... 介绍了薄层状碎裂顶板综采切眼采用螺纹钢锚杆-金属网-钢筋焊接梯子梁-锚索-槽钢梁等进行联合锚固的地质力学条件、围岩特征和施工方式,提出了该条件下锚周材料的选择原则和选择结果。运用以巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比设计方法和以地质力学条件为基础的数值计算设计方法,给出了薄层状碎裂顶板综采切眼锚固参数的确定方法与结果。对顶板离层的监测结果表明:(1)采用的锚固方式和锚固参数能够有效地控制薄层状碎裂顶扳综采切眼的顶板变形与漏冒顶;(2)在巷道掘出后20d内,顶板岩层处于剧烈活动期,20d后趋于稳定;(3)初次掘巷后,顶板岩层的下沉量以锚杆锚固范围内的顶板下沉量为主;(4)二次扩巷后,顶板岩层所产生的下沉量以锚索锚固范围内的顶板下沉量为主;(5)联合锚固技术取得了显著的经济和社会效益。 展开更多

关键词 岩石力学 薄层状碎裂顶板 二次扩巷 锚固参数 锚固效果

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倾斜岩层平巷围岩破坏特征的相似模拟试验研究 被引量：25

4

作者 张明建 郜进海 +2 位作者 魏世义 陈新明 陈武装 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第A01期3259-3264,共6页

深部开采条件下,煤矿巷道的有效支护是保证矿井安全高效生产的重要因素。运用相似材料模拟试验和现场工业性试验,研究鹤壁煤电股份有限公司八矿深部倾斜岩层水平巷道围岩破坏特征,分析随加载压力的增大和不同支护方式下巷道围岩位移变... 深部开采条件下,煤矿巷道的有效支护是保证矿井安全高效生产的重要因素。运用相似材料模拟试验和现场工业性试验,研究鹤壁煤电股份有限公司八矿深部倾斜岩层水平巷道围岩破坏特征,分析随加载压力的增大和不同支护方式下巷道围岩位移变化规律、巷道围岩裂隙演化特征及分布特征等,得出适合该地质条件下较为有效的支护方案。研究结果能更直观了解巷道围岩表面及其内部裂隙发生、发展的过程及其联系,为巷道支护参数的合理选取提供依据。该研究方法和一些结论可为同类的研究提供一定的借鉴。 展开更多

关键词 采矿工程 倾斜岩层 破坏特征 相似模拟 围岩裂隙

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不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征研究 被引量：15

5

作者 张明建 镐振 +1 位作者 郜进海 吕兆恒 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第3期4-7,共4页

为掌握不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征,通过相似模拟试验方法研究了锚网索喷+U型钢支护巷道在不同水平应力作用下巷道围岩的变形和破坏特征。结果表明:随着水平应力的提高,巷道的变形先出现在拱肩和底角,围岩裂隙经历了产生—延伸... 为掌握不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征,通过相似模拟试验方法研究了锚网索喷+U型钢支护巷道在不同水平应力作用下巷道围岩的变形和破坏特征。结果表明:随着水平应力的提高,巷道的变形先出现在拱肩和底角,围岩裂隙经历了产生—延伸—贯通的过程,巷道两帮的破坏程度小于顶底板的破坏程度,当侧压系数达到1.6,水平应力为28.0 MPa时,巷道底板出现滑移剪切破坏,且U型钢支架变形明显,当侧压系数达到2.2、水平应力为38.5 MPa时巷道变形量最大,达120 mm。 展开更多

关键词 巷道变形 水平应力 相似模拟 破坏特征 围岩稳定性

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构造应力区巷道变形破坏特征及控制技术研究 被引量：14

6

作者 郜进海 镐振 吕兆恒 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第4期409-414,共6页

水平构造应力对巷道围岩稳定有重要的影响,针对鹤壁九矿东总回风巷在锚网索喷+U型钢支护难以保证巷道稳定的情况,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚注支护巷道围岩变形破坏和位移变化特征.试验表明,随着水平应力的增大,底... 水平构造应力对巷道围岩稳定有重要的影响,针对鹤壁九矿东总回风巷在锚网索喷+U型钢支护难以保证巷道稳定的情况,通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚注支护巷道围岩变形破坏和位移变化特征.试验表明,随着水平应力的增大,底板加强后,水平应力对顶板的作用明显,当水平载荷达到49 MPa时有少量浆皮脱落,左肩部出现块状冒落,底板比较稳定,没有发生明显臌起,只出现少量横向裂隙,锚注支护结构能控制围岩变形.将试验结果在现场应用后,通过矿压观测,两帮的最大移近量为144 mm,顶底板最大移近量为105 mm,锚注支护提高了围岩的自承能力,能够维持巷道稳定,为类似地质条件下的巷道支护提供借鉴. 展开更多

关键词 构造应力 相似模拟 锚注支护

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软煤层巷道支护数值模拟研究 被引量：13

7

作者 郜进海 镐振 +1 位作者 吕兆恒 张明建 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第6期664-668,共5页

针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析.结果表明,外扎... 针对新义煤矿11011工作面回采巷道煤层松软、围岩变形大、现有微拱工字钢支护难以满足生产安全需要的问题,利用FLAC数值模拟软件分别对微拱工字钢和外扎腿U型钢支护下的巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行了分析.结果表明,外扎腿U型钢支护,能有效地改善围岩的应力状态和控制围岩的变形量,适合该矿软煤层特征;通过对12011皮带运输巷进行的工业性试验的实测变形数据分析表明,外扎腿U型钢支护,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,提高了软岩巷道围岩强度和自承能力,维护了巷道围岩的稳定性,支护效果良好,能满足新义煤矿安全生产的要求,可为类似条件下的巷道支护提供参考. 展开更多

关键词 软煤层 巷道支护 数值模拟

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半煤岩巷锚杆支护参数优化数值模拟研究 被引量：12

8

作者 何学科 韦四江 郜进海 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第6期705-708,共4页

随着煤矿开采强度的加大,浅部薄及中厚煤层已逐渐引起关注.薄及中厚煤层中的半煤岩巷进尺较低,成为制约矿井高产高效的瓶颈之一.结合香山公司半煤岩巷的掘进现状,采用数值模拟方法对其支护参数进行优化设计,将锚杆间排距由0.7 m扩大为0.... 随着煤矿开采强度的加大,浅部薄及中厚煤层已逐渐引起关注.薄及中厚煤层中的半煤岩巷进尺较低,成为制约矿井高产高效的瓶颈之一.结合香山公司半煤岩巷的掘进现状,采用数值模拟方法对其支护参数进行优化设计,将锚杆间排距由0.7 m扩大为0.9 m,巷道围岩塑性区变化不明显,锚杆(索)作用在弹塑性范围内,巷道围岩位移及支护受力在250KN左右.现场工业性试验表明,巷道两帮最大变形量113mm,顶板最大下沉量128mm,稳定后收敛速率小于0.1mm/d;单月进尺达180 m,施工段累积节省158.11万元,对同类条件下的半煤岩巷快实现快速掘进有一定的参考价值. 展开更多

关键词 半煤岩巷 锚杆支护 数值模拟 优化

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岩体移动的相似模拟研究 被引量：7

9

作者 刘伟 郜进海 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第2期160-163,共4页

按照相似模拟理论,根据唐安煤矿井下实际地质条件,制作了大比例巷道三维相似实验模型,对巷道围岩垂直方向位移进行了观测.研究了不同层位上围岩位移随加载压力增大的变化规律,实验表明,随着模型顶部荷载的增加,巷道顶板位移曲线呈盆状沉... 按照相似模拟理论,根据唐安煤矿井下实际地质条件,制作了大比例巷道三维相似实验模型,对巷道围岩垂直方向位移进行了观测.研究了不同层位上围岩位移随加载压力增大的变化规律,实验表明,随着模型顶部荷载的增加,巷道顶板位移曲线呈盆状沉降,其形态符合高斯函数分布规律,距顶板的距离不同,其盆状曲线形态也不相同,靠近巷道处,盆状沉降明显,而远离巷道顶板则趋于平缓,为此研究了不同层位高斯函数参数A和w的变化规律.该研究对认识巷道变形破坏特征及选择巷道支护方案有一定的理论价值和实际意义. 展开更多

关键词 相似模拟 围岩位移 高斯函数

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“三软”煤巷围岩移动规律研究 被引量：7

10

作者 张明建 郜进海 王大顺 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2009年第5期910-914,919,共6页

"三软"煤层在河南省具有分布范围广的特点,特别在新义地区,该地质环境下,巷道变形量大,且巷道围岩的变形破坏过程极为复杂,巷道的支护难度大,严重影响着煤矿的安全生产。根据该"三软"煤层巷道掘进期间的巷道变形量... "三软"煤层在河南省具有分布范围广的特点,特别在新义地区,该地质环境下,巷道变形量大,且巷道围岩的变形破坏过程极为复杂,巷道的支护难度大,严重影响着煤矿的安全生产。根据该"三软"煤层巷道掘进期间的巷道变形量现场观测结果,分析了该地质条件下巷道掘进后不同时期、不同部位的变形规律,为选择合理的巷道支护方式及二次支护的时间提供了理论依据,同时也对类似条件下巷道围岩变形的观测和分析具有一定的指导意义。 展开更多

关键词 “三软”煤巷 围岩 离层 移动规律

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高水平应力跨采巷道围岩控制技术 被引量：6

11

作者 魏世义 镐振 郜进海 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2013年第9期116-119,共4页

为了提高受高水平应力和采动影响巷道围岩的稳定性,利用相似材料模拟试验方法研究了采用不同支护方式的巷道,在不同水平载荷下的变形破坏特征。然后运用FLAC3D数值模拟软件,研究受上方工作面回采影响的巷道在不同支护方式下,工作面推进... 为了提高受高水平应力和采动影响巷道围岩的稳定性,利用相似材料模拟试验方法研究了采用不同支护方式的巷道,在不同水平载荷下的变形破坏特征。然后运用FLAC3D数值模拟软件,研究受上方工作面回采影响的巷道在不同支护方式下,工作面推进至距巷道中线不同位置时,巷道围岩位移的变化规律。结果表明,锚网索喷+注浆支护能显著减小顶板下沉量和提高围岩自承能力。 展开更多

关键词 水平应力 相似模拟试验 数值模拟 跨采巷道 围岩控制

原文传递

基于梁-拱式组合结构的薄层状复合顶板锚固设计 被引量：5

12

作者 魏锦平 郜进海 陈商强 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2009年第4期499-502,共4页

为了保证薄层状复合顶板条件下矩形巷道围岩的锚固支护效果,通过相似模拟试验,基于锚固体强化理论和普氏压力拱理论,提出和验证了顶板锚固的梁-拱式组合结构.以岩体结构为中心,进行围岩锚固参数设计,根据库仑准则和锚固体梁的剪切破坏... 为了保证薄层状复合顶板条件下矩形巷道围岩的锚固支护效果,通过相似模拟试验,基于锚固体强化理论和普氏压力拱理论,提出和验证了顶板锚固的梁-拱式组合结构.以岩体结构为中心,进行围岩锚固参数设计,根据库仑准则和锚固体梁的剪切破坏准则计算下位顶板锚固体梁的厚度,据此确定顶板锚杆长度;根据顶板上部普氏拱高确定锚索长度;根据直接拱脚在巷帮的深度和相邻帮锚杆作用重叠区域的相互关系,探讨了帮锚杆长度、间排距的确定及校核方法.研究表明:在保证两帮锚固稳定的前提下,通过锚索的悬吊作用,下位锚固体梁与上位普氏拱形成组合锚固体自承和承载结构. 展开更多

关键词 梁 拱 结构 复合顶板 锚固

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高应力大断面破碎围岩巷道二次强力支护支架设计 被引量：5

13

作者 陈新明 郜进海 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期565-570,共6页

为解决深部高应力大断面破碎围岩巷道支护难的问题,分析了不同支架断面形式随侧压系数的变化巷道围岩应力和位移的变化特征,以及双层工字钢梁的高度对承载受力大小影响特征.开发了适用于高应力大断面破碎围岩巷道拱形叠加底拱全封闭工... 为解决深部高应力大断面破碎围岩巷道支护难的问题,分析了不同支架断面形式随侧压系数的变化巷道围岩应力和位移的变化特征,以及双层工字钢梁的高度对承载受力大小影响特征.开发了适用于高应力大断面破碎围岩巷道拱形叠加底拱全封闭工字钢支架,该支架采用矿用工钢上下重叠并连接成整体的全封闭马蹄形结构,支架的整体承载能力比工字钢对棚提高了2.5倍以上.井下试验结果表明,拱形叠加底拱全封闭工字钢支架二次强力支护可以有效控制巷道围岩变形. 展开更多

关键词 破碎围岩 大断面 双底拱 支架结构 复合支护

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煤巷巷帮支护的一种新形式 被引量：4

14

作者 郜进海 靳文学 《太原理工大学学报》 CAS 2000年第2期110-112,122,共4页

:针对回采巷道支护特点及其支护现状 ,研制了一种新型帮锚锚杆——全长膨胀塑料锚杆 ,并通过现场试验 ,对其支护效果进行了分析。在此基础上 ,提出了锚固压缩墙角的新观点 。

关键词 回采巷道 帮锚锚杆 煤巷 巷道支护 锚杆支护

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高应力破碎顶板煤巷围岩破坏机制及复合支护设计 被引量：5

15

作者 陈武装 张明建 +1 位作者 郜进海 李国栋 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第3期320-325,共6页

随着煤矿开采深度的不断增加,深部地质力学环境变得更为复杂,地应力越来越大,给煤矿巷道支护和开采带来很大困难.运用数值模拟试验和现场工业性试验,对深井复合高应力破碎顶板软岩巷道的支护问题进行了研究,提出对该类型巷道采用以锚网... 随着煤矿开采深度的不断增加,深部地质力学环境变得更为复杂,地应力越来越大,给煤矿巷道支护和开采带来很大困难.运用数值模拟试验和现场工业性试验,对深井复合高应力破碎顶板软岩巷道的支护问题进行了研究,提出对该类型巷道采用以锚网索槽钢为主的复合支护形式.实践证明,以锚网索槽钢为主的复合支护形式,必要时进行注浆加固,能有效控制巷道围岩变形,保证巷道的安全使用. 展开更多

关键词 高应力 破碎顶板 破坏机制 复合支护

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倾斜软岩平巷位置优化的数值模拟研究 被引量：5

16

作者 马永庆 郜进海 张明建 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2009年第5期566-570,共5页

结合工程实际,运用功能强大的FLAC3D等数值模拟软件,对不同层位倾斜岩层中巷道不支护允许大变形状态下进行数值模拟计算,研究巷道处于不同层位时巷道围岩位移、应力和塑性区的变化规律,研究表明,对于倾斜软岩平巷,其层位选择相当重要,... 结合工程实际,运用功能强大的FLAC3D等数值模拟软件,对不同层位倾斜岩层中巷道不支护允许大变形状态下进行数值模拟计算,研究巷道处于不同层位时巷道围岩位移、应力和塑性区的变化规律,研究表明,对于倾斜软岩平巷,其层位选择相当重要,当存在一定厚度的稳定岩层时,沿稳定岩层顶板掘进对巷道变形、应力集中及巷道塑性区分布等均较为有利,对控制巷道变形量、降低巷道支护成本、提高巷道掘进速度也有着重要影响,同时也减少了巷道使用期间的返修、保证了巷道的安全使用. 展开更多

关键词 倾斜软岩 优化 数值模拟

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动荷载巷道围岩裂隙演化的实验研究 被引量：2

17

作者 郜进海 康天合 李东勇 《矿业研究与开发》 CAS 2004年第6期13-16,共4页

运用相似模拟理论,针对巨厚薄层状复合顶板条件, 进行了大比例三维巷道相似模拟实验。实验结果表明,随着 工作面的推进,巷道围岩的动载系数增大,围岩内开始产生 裂隙并扩展、贯通,最后导致巷道破坏。运用分形几何理论 进行分析,认为裂... 运用相似模拟理论,针对巨厚薄层状复合顶板条件, 进行了大比例三维巷道相似模拟实验。实验结果表明,随着 工作面的推进,巷道围岩的动载系数增大,围岩内开始产生 裂隙并扩展、贯通,最后导致巷道破坏。运用分形几何理论 进行分析,认为裂隙分布密度符合分形特征,可定量描述巷 道围岩裂隙的分布,分析结果为制定巷道支护方案,优化支 护设计参数,提供了理论依据。 展开更多

关键词 相似模拟 裂隙密度分形 动栽系数 采动影响

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工科教学应注意的几个问题 被引量：4

18

作者 郜进海 《山西教育学院学报》 2000年第1期70-71,共2页

本文针对工科院校专业课的特点，结合作者多年的专业课教学经验，总结 了自己对专业课教学的一些体会。

关键词 工科院校 专业课 教学改革 现场教学

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三软煤巷位置及支护优化的数值模拟研究 被引量：3

19

作者 陈舰艇 张明建 郜进海 《中州煤炭》 2011年第7期17-19,84,共4页

结合新义煤矿工程实际,运用ANSYS、FLAC3D等数值模拟软件,对特殊地质条件下煤巷不同布置位置及不同支护方式下围岩力学特性进行了数值模拟计算,研究分析两种支护条件下巷道围岩变形、应力和塑性区的变化规律。研究结果表明,巷道沿顶掘... 结合新义煤矿工程实际,运用ANSYS、FLAC3D等数值模拟软件,对特殊地质条件下煤巷不同布置位置及不同支护方式下围岩力学特性进行了数值模拟计算,研究分析两种支护条件下巷道围岩变形、应力和塑性区的变化规律。研究结果表明,巷道沿顶掘进并采用外扎腿U型钢棚支护时巷道最为稳定。实践证明,巷道位置及支护的优化有效控制了巷道的变形,节省了支护成本,同时对提高巷道掘进速度及后期的安全使用有着重要的意义。 展开更多

关键词 三软煤巷 数值模拟 支护方式

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不同水平应力作用下的倾斜软岩巷道围岩稳定性的数值模拟研究 被引量：2

20

作者 赵庆涛 郜进海 程宝军 《工矿自动化》 2011年第5期41-44,共4页

结合工程实例,运用数值模拟软件FLAC3D对垂直应力恒定条件下改变水平应力时倾斜软岩巷道围岩的应力、位移变化规律进行了数值模拟分析,得出了如下结论:随着水平应力的提高,巷道两帮应力集中范围变化不大,顶底板应力集中范围变大,应力峰... 结合工程实例,运用数值模拟软件FLAC3D对垂直应力恒定条件下改变水平应力时倾斜软岩巷道围岩的应力、位移变化规律进行了数值模拟分析,得出了如下结论:随着水平应力的提高,巷道两帮应力集中范围变化不大,顶底板应力集中范围变大,应力峰值向巷道深部转移,其中右肩的剪应力集中程度大于左肩;巷道顶底板垂直位移及两帮水平位移均呈增大趋势;相同水平应力条件下,倾斜软岩巷道变形具有非对称性。 展开更多

关键词 矿井巷道 倾斜软岩 稳定性 顶底板应力 位移 水平应力

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