巷道顶板离层力学模型与失稳判断关键参数

巷道顶板离层力学模型与围岩失稳判断研究是一篇针对矿山开采过程中巷道顶板稳定性问题的重要学术论文。本文主要关注巷道在建设过程中顶板离层的变化规律，这是矿山开采过程中常见的地质灾害之一，可能引发支架破坏、冒顶等事故，对人员安全和工程进度造成严重影响。 作者们运用离层的时间序列理论，结合弹性梁的弯曲理论，构建了一个考虑到锚杆锚固和水平地应力影响的顶板力学模型。这个模型考虑了巷道支护体系中的关键因素，有助于深入理解顶板离层的动态行为。他们通过Maple符号运算软件进行复杂的数学建模和符号计算，同时利用SAS统计分析工具对数据进行处理，以便精确估计离层临界值。 离层临界值包括弹性临界值ωmax（代表顶板在弹性极限下的离层值）和失稳临界值δmax（表示顶板失去稳定性的临界离层值）。通过对这些临界值的研究，论文提出了一种方法来判断巷道的合理支护时间，即在离层预测值Xt未超过ωmax时进行适当加固，以维持围岩的稳定性。一旦离层值超过δmax，则表明围岩即将失稳，此时应立即采取防止冲击和预防冒顶的措施。 以东滩矿1305运输巷道为例，具体分析了ωmax和δmax的实际数值——16mm和35mm。这意味着在离层达到16mm之前进行强化支护可以避免围岩失稳；而当离层达到35mm时，必须高度警惕并采取必要措施以防止潜在的灾难性后果。 本文的研究不仅提供了定量的支护指导，还深入探讨了离层临界值的力学含义，揭示了围岩失稳的内在机制，对提高矿山开采的安全性和效率具有实际应用价值。该研究被发表在《煤炭工程》杂志上，得到了国家自然科学基金项目的资助，作者王鲁瑀等人对于巷道顶板管理的专业贡献将对采矿工程领域产生深远影响。