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第24 卷第2 期 矿业工程研究 Vol.24 No.2 2009 年 6 月 Mineral Engineering Research Jun. 2009 沿空留巷巷旁充填体支护结构可靠性分析 张道兵，朱川曲，王戈，王永，陈淼明 (湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭 411201) 摘 要：针对沿空留巷巷旁充填体力学参数中有许多为随机变量的特征，根据沿空留巷巷旁充填体支护结构稳定性极限状态方 程，运用工程结构可靠性理论建立了沿空留巷巷旁充填体支护结构可靠性模型.采用蒙特卡罗法在Matlab 环境下计算了其结构可靠 度，编程过程简化，计算速度快，精度高，且不受极限状态方程非线性、随机变量非正态的限制，并指出了提高沿空留巷巷旁充填体支 护结构可靠度的方法和措施，为沿空留巷巷旁充填体支护参数设计和优化提供了科学依据. 关键词：沿空留巷；充填体；可靠性；蒙特卡罗法；MATLAB 中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1674- 5876（2009）02- 0014- 03 [2,3] 沿空留巷巷旁充填技术由于既能解决高瓦斯工 术人员来说，有相当的难度 .而在Matlab 中采用蒙特 作面通风问题，还能实现不留煤柱连续回采，所以越 卡罗直接抽样法计算结构可靠度，能很好地解决上述 来越得到采矿界研究者的重视. 利用高水充填材料在 问题.Matlab 编程计算的优势在于其以矩阵形式一次 巷旁实现机械化构筑护巷充填带的技术，代表了目前 性产生所有随机数，并利用Matlab 特有的数组点乘除 [1] 沿空留巷技术的世界水平 .对沿空留巷巷旁充填体稳 功能，一次性完成所有随机数的计算，避免了使用循 定性的研究通常采用确定性方法(即定值法)，该方法 环语句，能大大提高运算速度，而且Matlab 语言语法 得到的安全系数指标体现了充填体稳定性的一个重 简单、易于掌握. 由此，本文在沿空留巷道巷旁充填体 要方面.但实践表明，有诸多因素影响沿空留巷巷旁充 稳定性极限状态方程的基础上，利用Matlab 的强大数 填体的强度，充填体力学参数存在不确定性与随机 值计算功能，实现了在Matlab 中采用蒙特卡罗直接抽 性，因此用可靠性理论研究沿空留巷巷旁充填体稳定 样法计算结构可靠度，并对沿空留巷巷旁充填体支护 性更加符合客观实际. 结构的可靠性进行了分析. 同时，沿空留巷巷旁充填体结构的极限状态功能 函数是高度非线性的，如果采用求导数的可靠度计算 1 蒙特卡罗法计算工程结构可靠度与 方法，极限状态功能函数变得很难处理，且计算结果 Matlab 实现 存在一定的误差.而蒙特卡罗法在目前可靠度计算中， 1.1 基本原理 被认为是一种相对精确的方法，且它不受极限状态方