谷拴成， 王 盼， 杨超凡

(西安科技大学建筑与土木工程学院， 西安 710054)

煤炭作为中国的主要能源支柱，对国家经济起着举足轻重的作用[1]。随着采煤机械化程度提高，煤矿开采强度进一步加大，开挖过程中由于顶板变形破坏而引发的事故越来越严重。因此对巷道顶板围岩变形的研究显得尤为重要。现阶段，对于圆形巷道围岩变形分析已有成熟理论[2-4]，谷拴成等[5]基于锚杆加固效应，建立巷道计算模型并进行弹塑性分析，导出了圆形巷道围岩应力、位移解析解。林志斌等[6]采用离散颗粒元软件分析了5种侧压力系数下圆形巷道周边岩体的应力差、位移等，得到了圆形巷道周边岩体应力、变形的变化规律。以上研究促进了圆形巷道理论研究的发展。在实际工程中，矩形巷道因其施工相对简单，有利于采煤工作面端头支护及回采工作面的快速推进等优点，在中国煤矿开采中广泛应用[7]。对于矩形巷道顶板变形研究主要通过数值模拟、现场监测以及模型试验的方法进行[8-10]，因此有必要对矩形巷道顶板围岩变形展开理论研究。

现依据现有理论，建立矩形巷道顶板梁模型，考虑煤岩体抗压强度大于抗拉强度的特点，根据弹塑性理论，研究巷道顶板在上覆煤岩体自重应力场作用下的挠曲变形。为了验证理论的可靠性，进一步依据神木市柠条塔煤矿的现场生产资料，结合数值模拟对规律进行验证。最后，通过对柠条塔煤矿s12001运输巷道顶板围岩变形进行监测，将现场实测结果与理论计算值以及数值模拟的结果进行对比分析，对本文理论的现场适用性进行验证。……