不同煤柱宽度下沿空掘巷围岩应力状态与破坏特征

《不同煤柱宽度下沿空掘巷围岩应力状态与破坏特征》是一篇研究煤矿巷道支护与围岩稳定性的重要论文。该论文聚焦于煤矿开采过程中，沿空掘巷的围岩应力分布及其破坏特征，并探讨了煤柱宽度对这些特性的影响。文章通过理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法，系统地研究了在不同煤柱宽度条件下，围岩的应力状态变化规律以及其可能发生的破坏形式。

在煤矿开采中，沿空掘巷是一种常见的巷道布置方式，通常用于回采工作面的准备或后续开采。由于煤柱的存在，巷道周围的岩层会受到不同程度的应力集中，这直接影响到巷道的稳定性。因此，研究煤柱宽度对围岩应力状态的影响具有重要的工程意义。

该论文首先介绍了沿空掘巷的基本概念及其在煤矿生产中的应用背景。随后，作者详细阐述了围岩应力分布的基本理论，包括弹性力学和塑性力学的相关模型，并结合实际地质条件，建立了适用于研究的数学模型。通过对不同煤柱宽度下的应力分布进行计算，论文揭示了煤柱宽度对围岩应力状态的影响机制。

在数值模拟部分，论文采用有限元分析方法，对不同煤柱宽度条件下的围岩应力进行了模拟计算。结果表明，随着煤柱宽度的增加，巷道周围的应力集中程度逐渐降低，围岩的稳定性得到改善。然而，当煤柱宽度过小时，围岩容易发生塑性变形甚至破坏，影响巷道的安全使用。

此外，论文还通过现场试验验证了数值模拟的结果。试验选取了多个不同煤柱宽度的工作面，对其围岩应力进行实时监测，并记录了巷道的变形情况。试验数据与模拟结果高度吻合，进一步证明了煤柱宽度对围岩应力状态和破坏特征的重要影响。

论文还深入分析了不同煤柱宽度下围岩的破坏模式。研究发现，在煤柱较窄的情况下，围岩主要表现为剪切破坏；而在煤柱较宽的情况下，围岩则更多地表现出弯曲破坏和拉伸破坏。这种破坏模式的变化反映了煤柱宽度对围岩受力状态的调节作用。

基于研究成果，论文提出了优化煤柱宽度的建议，以提高沿空掘巷的稳定性。作者认为，在实际工程中，应根据具体的地质条件和开采需求，合理确定煤柱宽度，以确保巷道的安全性和经济性。同时，论文还建议加强巷道支护措施，特别是在煤柱较窄的情况下，应采取更有效的支护手段，防止围岩破坏。

总体而言，《不同煤柱宽度下沿空掘巷围岩应力状态与破坏特征》是一篇具有较高学术价值和工程应用价值的研究论文。它不仅为煤矿巷道设计提供了理论依据，也为实际工程中的支护方案选择提供了重要参考。通过系统研究煤柱宽度对围岩应力和破坏的影响，论文为提升煤矿安全生产水平做出了积极贡献。