巷道复合顶板层间离层稳定性量化判据选择

为选择合理的巷道复合顶板层结间离层稳定性量化判据,选用巷道宽度、复合顶板岩性、复合顶板厚度及结构面黏聚力和内摩擦角5个不同因素,设计5×5共25组正交数值计算模型,采用ANSYS数值模拟软件分析不同地应力各数值计算模型中结构面应力和层间离层分布,并用工程实测进行验证。在此基础上,分析巷道复合顶板离层失稳力学机制。结果表明：巷道中心位置复合顶板层间离层值并不能敏感反映层间离层稳定性,采用巷道中部复合顶板结构面法向拉应力引起的局部分离范围作为离层稳定性判据更趋合理,其临界容许值和巷道宽度显著相关,一般为巷道宽度的0.50~0.75倍。

多软弱夹层的巷道顶板稳定特性及支护设计

建立了多层软弱夹层条件下巷道坚硬层状复合顶板的力学模型,分析了其结构特征、离层破坏机理及判据,基于关键层理论、组合梁理论和悬吊理论的基本原理提出了巷道顶板锚固支护参数的计算方法。研究表明:含多个软弱夹层的坚硬复合顶板由于顶板岩层的离层导致顶板刚度降低从而致使顶板下沉、破裂、冒落;顶板岩层的离层状况主要由各层的弯曲挠度的差异性所决定;通过锚杆形成的顶板组合梁需要具备足够的组合强度,否则很容易和老顶发生离层并造成岩梁两端发生弯曲断裂或剪切破坏而形成简支梁结构,最终使岩梁失稳冒落;合理的顶板锚固参数尤其是预紧力设计对于控制巷道顶板岩层的失稳作用明显。