深部煤巷顶板稳定性研究：冒顶机理与分类指标

"深部煤巷顶板综合分类指标确定和冒顶机理研究" 这篇论文主要探讨了深部煤巷顶板的稳定性问题及其冒顶机理，由姚志刚和吴朝阳共同研究完成。他们首先针对深部煤巷顶板稳定性的影响因素进行了深入分析，这些因素可能包括地质构造、煤层厚度、开采深度、围岩性质以及开采方法等。通过综合考量这些因素，研究人员确立了五个关键的综合分类指标： 1. 广义剪应力强度系数：这是一个衡量顶板承受剪切应力能力的指标，涉及到煤巷周围的应力分布和岩石的力学特性。 2. 围岩塑性区锚固区比：反映了围岩在受力后发生塑性变形的区域与锚固区域的比例，对于预测顶板的变形趋势和稳定性至关重要。 3. 煤巷顶板完整性系数：考虑了顶板岩石的完整性和裂缝状况，完整性越差，顶板稳定性越低。 4. 巷道跨度：巷道的宽度直接影响到顶板承受的压力分布，跨度越大，顶板承受的压力也就越大，更容易引发不稳定。 5. 软弱岩层位置系数：软弱岩层的存在会降低顶板的整体强度，其位置与顶板稳定性紧密相关。 在确立了这些指标之后，论文提出了深部煤巷顶板的破坏准则。这一准则用于判断在不同条件下，顶板可能发生破坏的临界状态。通过这一准则，可以预测和预防冒顶事故的发生。 论文进一步研究了在水平应力作用下煤层顶板的垮冒机理。它指出，当巷道浅部的顶板因拉伸应力而出现破坏时，这将导致深部顶板承受更大的剪切应力，从而加速顶板的垮塌。这种现象揭示了顶板破坏的连锁反应，对于优化支护设计和制定安全开采策略具有重要意义。 关键词涉及深部开采、煤巷、顶板稳定性指标以及冒顶机理，表明该研究专注于深部煤炭开采中的工程技术问题，旨在提高矿井的安全性。中图分类号TD350则将该研究归类于矿业工程领域。 这篇论文的贡献在于提供了一套深部煤巷顶板稳定性评估的综合指标体系，并揭示了冒顶的内在机理，为深部煤矿巷道的维护与安全管理提供了理论支持。