倾斜岩层倾角对巷道稳定性影响的深度解析

本文主要探讨了岩层倾角对巷道结构稳定性的重要影响，发表于2014年的矿业工程研究期刊上。作者凌涛、王卫军、张农、吴海和彭文庆针对倾斜岩层巷道普遍存在的变形不对称问题进行了深入研究。他们首先构建了一个巷道两帮围岩的受力力学模型，以揭示岩层倾角如何影响围岩的应力分布。 在他们的模型中，巷道高帮围岩承受两个主要力：一是沿岩层倾向方向的向下拉力，这可能导致岩石的拉破坏；二是岩层法向上的压力，使围岩保持一定程度的稳定性。相比之下，低帮围岩则主要受到沿岩层法向和倾向的压力，表现出更高的稳定性。 通过UDEC软件进行数值模拟，研究人员发现了倾斜岩层巷道结构非均匀变形的三个关键特性：首先，高帮的变形量通常大于低帮，这意味着岩层倾角增大时，高帮的变形响应更显著。其次，随着岩层倾角的增加，不论是水平还是垂直方向，高低帮的变形量都呈上升趋势，但高帮的增加速度更快，垂直方向上先是增加后趋于减小。最后，高帮的垂直位移在帮角处达到最大值，随着巷道深度增加而减小，而低帮的垂直位移在底角处最小，随高度增加而增大。 这些发现对于巷道设计、施工以及维护具有重要意义，有助于工程师们更好地理解巷道在倾斜岩层中的力学行为，从而采取适当的支护措施，提高巷道的稳定性，确保矿井安全。此外，本文的研究也为后续关于倾斜巷道稳定性控制的理论发展和实践应用提供了有价值的参考依据。