破碎围岩开采：大尺度采空区的动力失稳机制研究

"破碎围岩条件下开采扰动区LSMA的动力失稳 (2007年)" 这篇2007年的论文关注的是在破碎围岩环境中大断面巷道开挖过程中遇到的重大问题——大尺度采空区（LSMA）的动力失稳。破碎围岩的特性使得开采扰动区（EDZ）内的围岩力学状态和强度显著恶化，这是一个极其复杂的现象。论文深入探讨了几个关键知识点： 1. **开采扰动区（EDZ）的影响**：开采活动导致的EDZ内围岩的力学性能和强度降低，这是由于开挖引发的应力重新分布和围岩结构破坏。这种变化可能导致岩层的不稳定性和结构的破坏。 2. **非稳态下沉与水平挤压**：顶部岩层在开采后发生非线性的非稳态下沉，同时伴随着水平方向的挤压变形。这种耦合作用加剧了动力失稳的风险，可能引发突发性的动力灾害。 3. **深层围岩离层与局部化冒落**：随着开采的进行，深层围岩可能出现离层现象，随着时间推移，离层区域可能局部化并最终导致冒落，这是一个动态演变的过程，具有明显的非线性特征。 4. **微尺度到大尺度的非线性变形**：围岩的变形过程从微观尺度逐渐演变为宏观的大尺度变形，这一过程复杂且难以预测，增加了灾害防治的难度。 5. **监测与测试技术**：论文通过现场调查，结合表面变形监测、深部离层规律的观察以及锚杆（索）力学性能的试验和测试，为理解这些复杂的动态失稳过程提供了数据支持。 6. **物理相似模拟与数值模拟**：论文运用了室内物理相似模拟实验和数值模拟方法，对松软破碎围岩的局部化变形和失稳机理进行了深入分析，这两种模拟方法有助于在实际环境之外理解并预测动态失稳的行为。 7. **灾害防治的科学依据**：研究的目的是为工程防灾和减灾提供科学依据，通过对这些机理的理解，可以设计更有效的防护措施和应急预案，减少因动力失稳引起的潜在危险。 关键词包括破碎围岩条件、大尺度采空区、局部化变形和动力失稳，这表明论文的重点在于分析这些条件下的地质灾害问题，并寻求解决方案。这篇论文对于理解和预防采矿工程中的动力失稳现象具有重要的理论和实践价值。