协同开采人工矿柱失稳突变理论分析

"对称协同开采人工矿柱失稳的突变理论分析 (2012年)" 这篇2012年的科研论文详细探讨了在对称协同开采过程中人工矿柱失稳的问题，主要基于材料力学理论和突变理论进行深入研究。首先，作者们建立了一个顶板与人工矿柱协同作用的力学模型，该模型考虑了矿柱在支撑顶板过程中的力学行为。他们通过分析组合结构的变形协调机制，推导出了人工矿柱在受压时的压缩量关系式。 接下来，研究引入了突变理论，构建了一个关于人工矿柱突发失稳的尖点突变模型。这种模型能够描述矿柱从稳定状态到突然失稳的转变过程。通过对模型的分析，作者们得出了失稳的充要条件力学判据表达式，这是一个关键的发现，因为它为判断矿柱是否可能失稳提供了理论依据。 论文的研究结果显示，人工矿柱的突发失稳与其刚度比（k）和介质均匀性系数（m）紧密相关。这意味着矿柱的力学性能和几何尺寸对其稳定性有显著影响。因此，通过调整这些参数，可以有效地控制顶板的稳定性，这对于优化采空区的应力环境以及科学设计人工矿柱至关重要。 关键词涵盖了采矿工程、协同开采、采空区、人工矿柱、失稳和尖点突变模型，强调了这些领域在矿业工程中的重要性。论文发表在《中南大学学报(自然科学版)》第43卷第6期，属于自然科学类学术论文，其贡献在于为矿产资源开采的安全性和效率提供了新的理论支持和实践指导。 这个研究对于矿产开采行业的工程师和技术人员来说具有很高的参考价值，它不仅揭示了人工矿柱失稳的力学本质，还为实际操作中的矿柱设计和开采策略提供了理论依据，有助于预防和减少矿山事故，提高开采过程的安全性。