宏观裂隙形态对煤矿巷道顶板力学行为与稳定性的影响

本文主要探讨了煤矿巷道顶板在宏观尺度上单个裂隙的力学行为及其对巷道稳定性的影响。作者采用FLAC3D中的Interface命令来模拟和分析不同裂隙倾角和连通率条件下的裂隙特征。研究发现，裂隙的倾角和连通率对其开裂宽度、范围、剪切位移以及剪切滑移区域的分布有着显著影响。裂隙张开率和切向滑移度与连通率的关系表现为一种双曲线模式，表明它们之间存在非线性关联。 裂隙倾角不仅影响裂隙的形态和演化过程，还与顶板下沉有直接的关系。当裂隙倾角增大时，顶板下沉的幅度也相应增加；相反，倾角减小时，下沉趋势减弱。这说明通过控制顶板下沉，可以有效地管理巷道顶板裂隙的扩展和连通性，从而防止顶板离层和滑移的发生，对于保障煤矿巷道的安全运行具有重要意义。 研究结果为煤矿巷道设计和施工提供了重要的理论依据，提醒工程技术人员在实际工作中要考虑裂隙的赋存形态和力学特性，采取适当的支护措施和施工技术，以减少顶板问题的发生，确保矿井的经济效益和安全。此外，该研究也强调了数值模拟工具在理解和预测复杂地质条件下巷道稳定性中的关键作用。这项工作深化了我们对宏观裂隙在巷道顶板力学行为中的理解，为煤矿巷道的稳定性和灾害防控提供了科学的决策支持。