空巷顶板稳定性研究：力学模型与高水速凝材料应用

"空巷顶板稳定性原理及支护技术研究" 在煤矿开采过程中，空巷的顶板稳定性是一个至关重要的问题，它直接影响到矿山的安全生产和矿工的生命安全。空巷是指开采后不再进行作业的巷道，随着时间的推移，其围岩可能会发生变形和垮塌，对周围的新采工作面造成威胁。因此，深入理解空巷顶板稳定性原理并发展有效的支护技术是煤炭工业中的一项重要课题。 本文由柏建彪和侯朝炯两位学者在2005年发表，他们通过对中国矿业大学能源科学与工程学院的研究成果进行了详尽的阐述。首先，他们对工作面前方空巷的围岩活动规律进行了深入分析，揭示了空巷顶板失稳的力学机制。通过这些分析，他们构建了一个空巷顶板稳定性的力学模型，这个模型能够帮助研究人员更好地预测和评估空巷顶板的稳定性状态。 在模型的基础上，作者探讨了如何利用高水速凝材料来增强空巷的支护效果。高水速凝材料是一种新型的充填材料，具有快速凝固、强度高、适应性强等特点。在实际操作中，这种材料被用来填充空巷，同时加固两帮破裂的煤体，以保持空巷围岩的整体稳定。通过理论分析和数值模拟，作者研究了空巷顶板稳定性与高水速凝材料固结体力学特性之间的关系，为优化材料的使用提供了理论依据。 在研究过程中，作者合理地确定了高水速凝材料的充填参数，这包括材料的种类、浓度、注入速度等关键因素。这些参数的确定使得材料能在空巷环境中发挥最大的稳定作用，有效防止顶板的进一步垮塌。最后，这项研究成果已被成功应用于实际的工程实践中，证明了其在提高空巷安全性和延长矿山使用寿命方面的有效性。 空巷顶板稳定性原理及支护技术的研究不仅理论性强，而且具有很高的实践价值。通过深入理解空巷围岩的活动规律，建立力学模型，并结合高水速凝材料的特性，可以制定出更为科学、合理的支护方案，从而保障矿井的安全运行。这项工作对于煤炭行业的技术进步和安全标准的提升具有积极的推动作用。