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复合顶板大跨度煤巷围岩稳定性及其控制技术研究
摘要
为了解决大跨度煤巷围岩稳定性问题，本文以复合顶板为研究对象，对其力学性能进行分析，在此基础上建立相应的数学模型，分析不同控制技术对围岩稳定性的影响。结果表明，采用锚杆加固、喷浆注浆和煤巷支架等措施能够有效地控制围岩的变形和破坏，提高煤巷的稳定性。同时，也为以后的煤巷设计和掘进提供了参考。
关键词：复合顶板；数学模型；控制技术；稳定性；煤巷
1.引言
为了满足工业生产和城市居民需求，煤矿产业一直在不断发展。在煤矿开采过程中，煤巷围岩的稳定性一直是研究的重点。随着煤层深度和采矿技术的不断发展，煤巷的跨度逐渐增大，围岩的稳定性问题也越来越严重。
复合顶板是目前应用广泛的一种煤巷支护方式，其具有结构简单、抗压性能好等优点。然而，在大跨度煤巷支架稳定性分析中，复合顶板的强度和刚度等参数是对煤巷支架稳定性分析具有重要影响的因素，缺乏相关研究的数据是其一重要问题。
因此，本文以复合顶板为研究对象，探索其压缩强度，建立相应的数学模型，分析不同的控制技术对围岩稳定性的影响，以提供对煤巷设计和掘进的参考。
2.复合顶板力学性能分析
复合顶板由多层钢筋混凝土、高强度钢筋筒和钢板三个部分组成。其压缩强度决定了支架稳定性，因此需要对其进行力学性能分析。
采用理论计算和实验测试两种方法分析了复合顶板压缩强度，并对计算结果进行了验证。结果表明，采用理论计算方法，计算值与实验测试结果较为接近，预测结果可信，同时也为以后的数值模拟提供了数据支持。
3.数学模型建立与分析
基于复合顶板力学性能分析，建立复合顶板模型，分析支架受力分布情况，确定支架力学性能参数。在此基础上，将复合顶板作为支架模型中的一部分，建立大跨度煤巷稳定性数学模型。对模型进行数值仿真模拟，验证其准确性和可行性。
4.控制技术研究
针对大跨度煤巷围岩变形和破坏问题，采用锚杆加固、喷浆注浆和煤巷支架等措施。通过对不同控制技术的应用进行分析，得出了优化控制技术的方案，可以有效控制围岩的变形和破坏，提高煤巷稳定性。
5.结论
本文研究复合顶板的力学性能，建立了大跨度煤巷稳定性的数学模型，并通过控制技术来提高稳定性。研究结果表明，复合顶板具有良好的压缩强度和稳定性，是一种适用于大跨度煤巷的支架形式，其数学模型建立和控制技术应用可用于设计和掘进。