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1、第22卷第1期中國礦業(yè)Vo1．22，NO．12O13年1月CHlNAMININGMAGAZINEJan．2013墨技術(shù)礦柱失穩(wěn)的突變分析韓穎，楊志龍(河南理工大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作454000)摘要：對頂板一礦柱圍巖系統(tǒng)進(jìn)行了簡化，將礦柱近似為由彈性元件和塑性軟化元件串聯(lián)組成，建立了頂?shù)装逡坏V柱系統(tǒng)的力學(xué)模型；基于突變理論建立了頂板～礦柱圍巖系統(tǒng)失穩(wěn)發(fā)生沖擊地壓的尖點突變模型，得出礦柱失穩(wěn)的充要條件。分析了影響礦柱失穩(wěn)的因素，可以為實際的生產(chǎn)設(shè)計提供參考。關(guān)鍵詞：礦柱；沖擊地壓；失穩(wěn)；尖點突變中圖分類號：TD32文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號
2、：1004—4051(2013)01—0086—03PillarcuspcatastropheanalysisofinstabilityHANYing，YANGZhi—long(InstituteofEnergyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China)Abstract：Surroundingrocksystemoftheroof-pillarsissimplified，thepillarwasapproximatedtOtheelasticelem
3、entandtheplasticsofteningelementconnectedinseries，theroofandfloor-pillarsystemisestablished．Thecuspcatastrophemodelisestablishedbasedonthecatastrophetheory，whichcouldinducedrockburstbyroof-pillarrocksysteminstability，andthenthenecessaryandsufficientconditionsofpillardestabil
4、izationisobtained．Analysisoftheinfluencefactorsofinstabilityofpillarisdone，whichcanprovideareferencefordesigningoftheactualproduction．Keywords：pillar；rockburst；instability；cuspcatastrophe沖擊地壓和煤與瓦斯突出是煤礦開采中的兩種巖樣加載系統(tǒng)模型來描述礦柱的失穩(wěn)行為，并用之嚴(yán)重的動力災(zāi)害，在煤礦開采尤其是條帶開采中礦解釋了國內(nèi)典型礦山中礦柱系統(tǒng)失穩(wěn)破壞的災(zāi)變特柱起
5、著十分重要的作用。近年來隨著煤礦開采的深征。王存文、姜福興等[4通過建立下保護(hù)層中殘留度越來越大，礦柱沖擊地壓現(xiàn)象在煤炭開采中時有孤島煤柱的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，用力學(xué)原理分析了殘留發(fā)生，所以研究影響礦柱沖擊地壓的因素及其機(jī)理煤柱及被保護(hù)層煤體中的應(yīng)力狀態(tài)，得到煤柱誘發(fā)顯得尤為重要。目前，許多學(xué)者對礦(煤)柱沖擊地沖擊地壓的機(jī)理。李江騰、曹平[5應(yīng)用能量原理及壓進(jìn)行了多方面的研究，谷惠棠、胡慧明口結(jié)合材料突變理論推導(dǎo)礦柱失穩(wěn)的臨界載荷及臨界應(yīng)力，提力學(xué)理論，建立了巖梁一礦柱的尖點突變模型，提出出礦柱發(fā)生失穩(wěn)的屈曲模型。作為一種嘗試，本文了系統(tǒng)發(fā)生失穩(wěn)破
6、壞的條件及發(fā)生失穩(wěn)破壞時系統(tǒng)在前人的基礎(chǔ)上將礦柱近似為由彈性元件和塑性軟釋放的能量。李忠華、潘一山r2提出應(yīng)用煤層塑性化元件串聯(lián)組成，建立了頂板一礦柱圍巖系統(tǒng)的力學(xué)軟化理論和材料失穩(wěn)的動力判別準(zhǔn)則，對煤柱沖擊模型；應(yīng)用突變理論建立了頂板一礦柱圍巖系統(tǒng)失穩(wěn)地壓進(jìn)行的解析分析方法。王玉山l_3提出了壓機(jī)一發(fā)生沖擊地壓的尖點突變模型。1力學(xué)模型收稿日期：2012—0714沖擊地壓是煤巖體快速、突然釋放彈性能的現(xiàn)基金項目：河南省教育廳自然科學(xué)研究計劃項目資助(編號：象。在礦井開采過程中常常留有礦柱，有的是三面2()(]9B44oo04)；河南省教育廳自
7、然科學(xué)研究計劃項目資助(編號：2011B440002)；河南理工大學(xué)博士基金項目資助(編號：B2008—15)；采空的“孤島”礦柱，有的是上下工作面間留設(shè)的區(qū)河南理工大學(xué)青年骨干教育師項目資助段保護(hù)礦柱．這些礦柱由于采后殘余支承壓力的影作者簡介：韓穎(1980一)，男，山東濟(jì)南人，副教授，博士，2007年畢響，通常在煤巖體中造成很大的應(yīng)力集中]。礦柱業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)安全技術(shù)及工程專業(yè)，現(xiàn)在河南理工大學(xué)從事瓦是地下巖體中唯一承受單軸壓縮荷載的構(gòu)件]。頂斯地質(zhì)、礦井瓦斯防治領(lǐng)域的教學(xué)與科研工作。E—mail：hyhpu@126．corn。底板一礦柱
8、圍巖系統(tǒng)和巖樣的單軸壓縮非常相似，巖第1期韓穎，等：礦柱失穩(wěn)的突變分析樣在進(jìn)行單軸壓縮時，隨著荷載的增大首先出現(xiàn)線礦柱的應(yīng)變能分為彈性應(yīng)變能U和塑性軟
