大断面泥质巷道顶板离层模拟实验：垮冒演化与安全临界值研究

"大断面泥质巷道顶板离层突变垮冒演化相似模拟实验研究" 这篇研究文章主要探讨了大断面泥质软弱夹层巷道掘进过程中顶板离层失稳垮冒的问题，以及如何通过相似模拟实验来解决这一问题。研究人员针对现有离层相似模拟实验装置的局限性，设计并研制了一种基于精密位移传感原理的巷道顶板离层模拟实验监测装置。经过可靠性综合测试，该装置能够准确地监测到位移变化，与相似模拟巷道开挖离层量之间的关系呈现出良好的线性，测量误差控制在±2%以内，这显著提高了实验数据的精确度。 在平朔矿区的大断面泥质巷道掘进顶板离层相似模拟实验中，研究人员对顶板离层的演化过程进行了深入研究。他们将离层现象分为两种类型：渐变趋稳型离层和突变致灾型离层。离层的发展过程可以分为四个阶段：裂隙发育离层孕育、离层急剧扩展、离层渐进趋稳和离层突变垮冒。这些阶段的划分对于理解顶板离层的动态行为至关重要。 实验结果显示，当离层值达到渐变趋稳临界值之前，采取合理的补强支护措施可以保持巷道围岩的稳定性。然而，如果仅依赖现有的支护方式，一旦离层值超过突变致灾临界值，巷道将面临失稳垮冒的风险。因此，确定离层安全临界值节点判据成为关键，这为预防巷道失稳提供决策依据。 这项研究的成果，即巷道顶板离层模拟实验监测装置及其实验结果，为潜在失稳巷道的离层突变失稳判据提供了实验条件，同时也为合理选择补强支护的时机提供了重要参考。这对于预防和控制煤矿开采中的安全事故，特别是大断面泥质巷道的安全管理，具有深远的实践意义和理论价值。 关键词：大断面泥质巷道；软弱分层顶板；离层突变垮冒；相似模拟；离层临界值 中图分类号：TD353 文献标志码：A DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2018.06.003