巷道再生顶板控制：双承载拱机理与锚喷支护

"基于双承载拱的巷道再生顶板控制机理" 在矿业工程中，巷道的稳定性是确保安全生产的重要因素。本文针对巷道再生顶板的控制问题，进行了深入的研究。再生顶板是指巷道开采后上方的岩层在重力作用下重新组织形成的结构，其稳定性和变形对巷道的安全至关重要。通过对现场观测数据和理论计算的分析，作者们提出了一个基于双承载拱的控制机制来有效管理巷道再生顶板的变形和破坏。 首先，研究者基于“三带”理论计算，建立了巷道再生顶板的修正普氏拱力学模型。普氏拱是经典的力学模型，用于描述拱形结构在压力下的稳定性。修正普氏拱考虑了巷道周围岩石的坚固性系数(f)、侧向压力(p)以及巷道半跨度(a)等因素，通过推导得出的曲线方程和矢高表达式，可以预测再生顶板下沉后形成的承载拱形态。研究表明，拱的矢高(b)随岩石坚固性系数和侧向压力的减小而增大，同时随着巷道半跨度的增加而增加。 其次，为了更全面地理解再生顶板的动态行为，研究者进行了数值模拟分析，探讨了不同断面形状对巷道稳定性的影响。结果表明，在再生顶板下方，采用直墙圆拱的巷道断面形状能提供最佳的支撑效果。在此基础上，锚喷支护技术的应用成为关键，它与巷道拱顶共同形成第二承载拱，这种“双拱”结构能够协同工作，有效地控制再生顶板的变形和破坏。锚喷支护利用锚杆和喷浆层提供刚性支撑，防止顶板进一步下沉。 在现场试验中，实施了锚喷支护的巷道顶板收敛变形明显减少，证明了该控制机制在实际操作中的有效性。巷道的顶板收敛变形量小于预期，确保了正常的生产活动不受影响。 基于双承载拱的巷道再生顶板控制机制为矿井巷道的维护提供了一种科学的方法。这一理论不仅有助于优化巷道设计，还能指导支护方案的选择，从而提高巷道的安全性和稳定性。对于矿业行业的研究与实践，这一成果具有重要的理论价值和应用前景。