层状顶板巷道冒顶机理及塑性区控制策略

"巷道顶板蝶叶塑性区穿透致冒机理与控制方法" 本文主要探讨了在高偏应力环境下的层状顶板巷道中，由于蝶叶塑性区穿透导致的冒顶事故及其防治策略。研究人员通过理论分析、数值模拟、现场探测和现场工程试验等多学科交叉的研究手段，揭示了层状顶板巷道蝶叶塑性区的形成规律和冒顶的力学机制。 在层状顶板巷道中，蝶叶塑性区是一种特殊的岩层变形模式，它表现为在不同岩层间穿透发展的特性。即使有未发生塑性破坏的岩层存在，也不能阻止蝶叶塑性区在软弱岩层内的扩展。这一现象导致了顶板结构的不稳定。当蝶叶塑性区穿透分布时，会伴随着强烈的变形压力，使得位于塑性区下方的未破坏岩层受到巨大的“挤压”载荷，从而引发其断裂破坏，这是巷道冒顶潜在风险的根本原因。 为了应对这一问题，文章提出关键的预防措施在于保持塑性区周围岩层的稳定性。为此，建议采用锚杆（索）进行支护，并确保其长度超过塑性区的边界，同时要求锚杆（索）具备承受大变形而不发生破裂的能力。这种设计理念旨在增强巷道顶板的承载能力，减少冒顶的风险。 研究人员根据这些理论，对神东保德矿81306二号回风巷进行了支护强化设计和试验。试验结果显示，所提出的支护策略能够有效地维持巷道顶板的稳定性，验证了理论研究的实用性。 这篇研究对于理解和防治层状顶板巷道冒顶事故提供了重要的理论依据和技术支撑，强调了在高偏应力环境中，合理设计和实施巷道支护的重要性，以及对塑性区稳定性的关注。此外，该研究也为其他类似地质条件下的矿井巷道安全提供了参考。