煤矿论文文关于煤煤矿论文文：可靠性分分析在煤煤矿巷道道顶板稳稳定性分分析中的的应用摘要:把把可靠性性理论引引入煤矿矿巷道顶顶板稳定定性分析析中，通通过对锦锦界煤矿矿934401回风巷巷道的分分析，探探讨了可可靠性分分析方法法在煤矿矿巷道顶顶板稳定定性分析析中的可可行性，结结果表明明，可靠靠性分析析方法中中的蒙特特卡洛法法和概率率矩点估估计法都都适用于于煤矿巷巷道顶板板的稳定定性分析析为煤煤矿巷道道掘进设设计提供供了更多多、更可可靠的理理论依据据关键词::煤矿巷巷道顶板板稳定性性;可靠性分分析;蒙特卡卡洛法;概率矩矩点估计计法1引言可靠性分分析方法法在工程程建设领领域受到到越来越越广泛的的关注，较较传统的的极限平平衡法而而言，它它能够较较好的处处理工程程建设中中的诸多多不确定定因素，更更加符合合工程的的实际情情况，有有较好的的发展空空间较较地面工工程，煤煤田的地地质条件件更为复复杂，煤煤矿巷道道的不确确定性更更多，因因此，可可靠性分分析方法法和煤矿矿巷道顶顶板稳定定性有着着很好的的理论结结合点，在在煤矿巷巷道顶板板稳定性性分析中中有较好好的应用用前景本本文应用用可靠性性分析方方法对锦锦界煤矿矿巷道顶顶板的稳稳定性进进行了分分析，并并把其结结果和传传统极限限平衡法法的结果果及巷道道顶板的的实际状状态进行行对比，以以此探究究可靠性性分析方方法在煤煤矿顶板板稳定性性分析中中的适用用性，为为把可靠靠性分析析方法引引入煤矿矿巷道顶顶板稳定定性分析析奠定了了较好的的基础。
2理论依依据可靠性分分析方法法的理论论依据是是概率论论与数理理统计的的基本原原理，认认为影响响工程安安全的各各种因素素是服从从一定概概率分布布(一般认认为是正正态分布布)的随机机变量，因因此安全全系数也也是服从从特定分分布的随随机变量量，通过过对各种种因素概概率分布布、它们们之间关关系及其其与安全全系数的的关系的的研究，得得出安全全系数的的分布形形式，进进而确定定对象工工程的可可靠度及及破坏概概率其其评价结结果不是是绝对的的“安全”或“破坏”，而是是其发生生破坏的的概率对对于服从从正态分分布的功功能函数数值，其其破坏概概率与可可靠度有有表1［1］所示示的关系系功能函数数是反映映对象工工程安全全状态的的函数，其其取值大大于、等等于和小小于零分分别对应应了对象象工程安安全、极极限运行行和破坏坏三种状状态考考虑到煤煤矿地下下条件的的复杂性性及破坏坏发生造造成后果果的严重重性，参参考煤矿矿巷道安安全系数数的取值值(一般为3—6)煤矿矿巷道顶顶板稳定定的功能能函数建建立为:g(x))=F((x)－3(11)式中:FF为应用用极限平平衡法求求得的安安全系数数3工程实实例锦界煤矿矿是神华华集团下下属的大大型煤炭炭生产企企业，年年原煤产产量达10000多万吨吨，为我我国经济济高速增增长对能能源供给给的需求求做出了了巨大的的贡献。
巷巷道掘进进是为煤煤炭的大大规模开开采服务务的，934401回风巷巷道的主主要功能能是为31煤层的的开采供供污浊风风流的排排放通道道，同时时也承担担小部分分的辅助助运输任任务，巷巷道煤层层及紧上上部岩层层力学性性质见表表3［2－3］巷巷道掘进进设计采采用了传传统的极极限平衡衡法，其其设计结结果见表表2［4］本文采用用组合梁梁理论得得出安全全系数F［5］的表表达式:F1=σσ1L2220．25B2((2)SF2==2πd2τBL223qaa2B22(3))式中:FF1为根据据巷道中中央顶板板拉应力力条件求求出的安安全系数数;F为根据据顶板总总剪应力力条件求求出的安安全系数数;σ1为巷道道顶板底底层岩石石的抗拉拉强度，Mpa;;L2为锚杆杆的有效效长度，m;d为锚杆杆的直径径，m;q为顶板板的荷载载集度，Mpaa;B为巷道道的跨度度，m;τ为锚杆杆杆体材材料的抗抗剪强度度，Mpaa;α为顶板板锚杆锚锚固的设设计间排排距由(1))、(2)及(3)式得功功能函数数确定公公式:g(x))=F((x)－3=mmin((F1，F2)((4)“3σ法法则”是一种种计算参参数标准准差的经经验方法法，由Dai和Wanng(119922)提出［1］。
对对于一个个服从正正态分布布的参数数，99．73%的数据据落于(－3，+3)区间内内因此此，可以以理解－－3和+3分别为为该参数数的最大大可能值值(HCCV)和最小小可能值值(LCCV)所以以当能够够确定某某一服从从正态分分布的参参数的最最大和最最小可能能值时，就就可以根根据式5确定这这个参数数的标准准差计计算结果果见表4σ=HCCV－LCVV6(55)应用蒙特特卡洛法法对于σ1和q的500组不同同取值，由由式4求取功功能函数数的值，把把计算所所得值按按照类似似4舍5入的处处理方法法精确到到0．2，结果果见图1应用蒙特特卡洛法法及概率率矩点估估计法对对锦界煤煤矿934401回风巷巷道的计计算，结结果见表表54计算结结果分析析从表中可可知，应应用传统统的极限限平衡分分析法顶顶板稳定定的安全全系数为为4．71而可可靠性计计算得的的破坏概概率在10－5至10－4数量级级之间，这这与传统统的稳定定性分析析方法所所得的计计算结果果基本相相符，验验证了可可靠性分分析方法法在煤矿矿巷道顶顶板稳定定性分析析中的适适用性蒙特卡洛洛法的计计算结果果较概率率矩点估估计法的的结果略略偏保守守，但两两种方法法计算所所得的顶顶板稳定定可靠度度差异不不大(满足巷巷道设计计精度要要求)，都适适用于锦锦界煤矿矿巷道顶顶板稳定定性的评评价，其其中蒙特特卡洛法法计算中中需要进进行大量量的模拟拟，概率率矩点估估计法计计算过程程较蒙特特卡洛法法简单得得多，故故建议在在锦界煤煤矿巷道道顶板稳稳定性评评价中优优先选用用概率矩矩点估计计法。
5结论可靠性分分析方法法针对煤煤矿巷道道中的不不确定因因素，从从破坏概概率角度度评价巷巷道顶板板的稳定定性，和和传统的的极限平平衡法一一起为煤煤矿巷道道掘进提提供更加加可靠的的依据，同同时为煤煤矿巷道道顶板稳稳定性评评价开拓拓新的方方法提供供了思路路参考用传统的的极限平平衡法和和可靠性性分析方方法对锦锦界煤矿矿934401回风巷道道顶板稳稳定性的的分析结结果可以以说明锦锦界煤矿矿934401回风巷巷道掘进进设计合合理，安安全性较较好概率矩点点估计法法和蒙特特卡洛法法都适用用于煤矿矿巷道顶顶板稳定定性分析析，其中中概率矩矩点估计计法计算算过程较较为简便便，建议议优先选选用参考文献献［1］陈陈祖煜．．土质边边坡稳定定分析－－原理、方方法、程程序［M］．北北京:中国水水利水电电出版社社，20003．［2］马马安威．．榆林市市小煤矿矿安全监监督管理理现状及及对策研研究［J］．榆林林学院学学报，20008，18((2)::1－4．［3］温温庆华，童童保国．．哈拉沟沟煤矿煤煤巷顶板板稳定性性影响因因素分析析［J］．煤煤炭技术术，20009(11):996－98．［4］康康红普，王王金华．．煤巷锚锚杆支护护理论与与成套技技术［M］．北北京:煤炭工工业出版版社，20007．。
