厚层直接顶沿空留巷顶板稳定性分析与支护策略

"本文主要探讨了厚层直接顶沿空留巷顶板的破断机理和稳定性分析，尤其是在采矿过程中巷道支护的重要性。通过建立力学模型，分析了顶板断裂的位置和承载结构，提出了‘临界厚采比’的概念作为判断厚层直接顶条件的标准。文中还详细对比了不同支护方式，如组合锚杆和U型钢支护对巷道围岩塑性区、应力分布、垂直位移的影响，并强调了组合锚杆在控制拱顶、拱脚和两帮塑性区扩展方面的优势。随着巷道深度增加，支护效果可能会减弱，需要采取联合支护措施确保稳定性。" 文章深入研究了厚层直接顶条件下的沿空留巷工程，分析了顶板在破断过程中的力学行为。作者通过建立的力学模型，揭示了顶板可能的断裂位置，指出顶板破断后会形成一个“斜跨梁”式的承载结构，这有助于理解顶板的稳定性。此外，研究发现，相邻岩块的水平挤压作用会进一步影响顶板破断结构的稳定性，特别是在厚层直接顶条件下，这种结构更易形成稳定状态。 在巷道支护方面，文章通过数值模拟比较了无支护、组合锚杆支护和拱形U型钢支护的效果。结果显示，组合锚杆支护在控制拱顶、拱脚以及两帮处塑性区扩展方面表现出色，能有效降低顶、底板的应力集中，减少垂直位移，特别是对控制巷道顶板下沉量有显著作用。然而，随着巷道深度增加，塑性区范围扩大，组合锚杆支护的效果可能会减弱，需要结合其他卸荷措施或支护手段以保持巷道稳定性。 结论部分总结了塔拉壕煤矿副斜井掘进过程中巷道围岩的破坏规律，强调了选取合适的支护方法对于巷道稳定性的关键作用。文章推荐使用组合锚杆支护，并对未来研究方向提出了建议，即如何在深度增加时增强支护效果，以应对围岩条件的变化。 参考文献引用了多篇专业期刊论文，涵盖了隧道工程、岩土力学、应力松弛特性和岩体稳定性等多个领域，显示了研究的理论基础和实践应用价值。作者周霏的研究工作对于理解和改善厚层直接顶条件下的巷道稳定性具有重要意义。