大采高综放煤壁片帮机制研究：尖点突变理论视角

"基于尖点突变理论的大采高综放煤壁片帮机理研究" 在煤矿开采过程中，大采高综放（综放开采）技术的应用日益广泛，但随之而来的是煤壁片帮问题的严重性。煤壁片帮是指在开采过程中，煤壁因受到压力或地质因素的影响而发生大面积垮塌，对采矿安全和生产效率构成威胁。本文针对这一问题，深入探讨了基于尖点突变理论的煤壁片帮机理。 尖点突变理论是一种用来描述材料或结构在应力作用下突然失稳的现象，常用于分析细长压杆的稳定性。在大采高综放工作面，煤壁上方的顶煤由于开采活动会发生破坏并可能产生移动。为了分析这一过程，研究者将煤壁理想化为一个下部固定、上部自由受压的等直细长压杆模型。通过这种方式，可以简化复杂的地质力学问题，便于理论分析。 利用尖点突变理论，研究者推导出煤壁片帮的力学条件判据。这个判据是通过对压杆模型的标准势能函数进行理论推演得出的，它揭示了煤壁失稳的具体力学条件。这些条件可以帮助采矿工程师识别煤壁可能片帮的关键临界状态，从而采取有效的预防措施。 在实际应用中，了解煤壁片帮的力学条件判据至关重要。它可以指导矿井设计和开采工艺的选择，比如合理布置支架间距、优化顶板管理策略，以及采用适当的支护方式。此外，对于煤壁片帮的控制关键技术措施，如加强顶板支护、改善工作面通风条件、实施动态监测等，都需要基于这样的理论基础来制定和执行。 总结起来，这篇研究通过尖点突变理论，为大采高综放工作面的煤壁片帮问题提供了理论依据，明确了判断煤壁稳定性的重要参数，并提出了针对性的控制技术措施。这对于提高矿井安全性、减少事故风险以及保障煤炭生产效率具有重要意义。