山西软岩复合顶板巷道支护参数设计与验证

本文主要探讨了软岩复合顶板巷道的支护参数设计问题，针对山西某煤矿的具体情况，作者董锁堂、李晓东和宋龙哲运用了普式平衡拱理论和组合拱理论作为支撑。普式平衡拱理论是一种经典的巷道稳定性分析方法，它考虑了巷道顶板在自重和支护作用下的力学平衡，而组合拱理论则结合了不同支护形式的力学特性，以优化巷道的整体稳定性能。 首先，作者通过对山西某煤矿软岩巷道的实地考察和理论研究，深入了解了软岩复合顶板的特性，如岩性、强度、变形行为等，这些都是设计支护参数的重要依据。接着，他们利用普式平衡拱理论计算出巷道所需的最小支护强度和合理的支护结构形式，确保巷道在承受自然压力和采矿活动引起的动态荷载时保持稳定。 在理论计算的基础上，作者构建了数值模型，这是一个模拟巷道及其支护系统行为的计算机程序。通过这个模型，他们进行了多因素、多水平的正交实验设计，对不同的支护参数组合进行模拟，以评估其在实际工作条件下的效果。正交实验设计是科学研究中常用的一种优化方法，它可以有效地控制变量并减少实验次数，从而得到最优的支护参数组合。 通过对比理论计算的结果与数值模拟的实验数据，作者验证了理论计算方法在确定支护参数上的有效性。这种验证过程确保了所提出的支护参数不仅理论上可行，而且在实际应用中能够提供足够的安全性。 最后，基于以上研究，作者给出了针对该煤矿软岩复合顶板巷道的具体支护参数建议，这些建议对于指导该煤矿的巷道设计和施工具有实际意义。通过科学的方法和技术手段，本文的研究为软岩复合顶板巷道的支护设计提供了理论支持和实践指导，对于提升矿井的安全性和经济性具有重要的参考价值。