现代矿业 ›› 2025, Vol. 41 ›› Issue (10): 46-50.
王 丁1,2严震乾3刘长武2袁 勋4赵 超2 陈小强5
摘要: 在煤与瓦斯突出隧道揭煤施工中,如何科学确定保护岩柱厚度是防控动力灾害的核心 技术难题。针对传统经验法缺乏定量计算依据的局限性,建立基于弹性力学薄板理论的分析模型, 综合考虑瓦斯压力、围岩约束效应及掌子面空间几何特征(开挖宽度、高度等),推导薄板弯曲微分方 程,并基于最大拉应力准则获得岩柱厚度的解析公式。理论分析表明:岩柱厚度与瓦斯压力呈线性 正相关,与隧道开挖宽度、高度呈非线性正相关,与围岩抗压强度呈负相关,揭示了其多因素耦合作 用机制。通过宝鼎 2# 隧道现场验证,理论计算值 3.44 m较实测值 3.15 m偏大了 9.2%,误差控制在工 程容许范围内(≤10%)。理论值的保守性特征实质形成1.12的安全系数,满足《防治煤与瓦斯突出细 则》要求。研究实现了岩柱厚度从经验估算向理论计算的跨越,为复杂地质条件下隧道安全揭煤提 供量化设计依据,具有一定的实际指导意义。