近期，由我院陳慶發教授帶領的協同開采研究團隊依托大新錳礦急傾斜中厚礦體中深部開采工程，開發了“臨時頂柱誘導崩落與無底柱分段崩落協同開采技術”。 研究團隊在太阳成集团學科交叉科研項目（2022JCB012）的支持下，圍繞“臨時頂柱誘導崩落技術參數”開展了系列應用基礎研究，産出的3篇學術論文2024年相繼被國際岩石力學領域知名期刊《Rock Mechanics and Rock Engineering》錄用發表。3篇論文分别論證了臨時頂柱的安全厚度、極限暴露長度參數和最佳長厚比，為采礦工業試驗提供了核心技術參數，為同類或相似條件下安全高效資源綠色和諧開發提供了借鑒與參考。
論文“The Reissner–Ritz Method for Solving the Deflection Function of the Crown Pillar in the Stope and Its Application in the Crown Pillar Failure Analysis”的第一作者為2021級碩士研究生郭翔詠，通訊作者為陳慶發教授。臨時頂柱安全厚度确定的關鍵在于求解頂柱的撓度函數。前人在利用Reissner厚闆理論計算頂柱安全厚度時多采用伽遼金法，但該法難以求解複雜邊界條件下頂柱的撓度函數。研究團隊提出了适于求解複雜邊界條件下的頂柱撓度函數的Reissner-Ritz法；結合礦岩賦存條件及其物理力學參數，求解得到具體的臨時頂柱安全厚度參數。
論文“A New Combined Mining Method: The Stope Limit Length Calculation of Considering Bulk Support Boundary”的第一作者和通訊作者均為陳慶發教授。研究團隊采用MRMR法對礦岩體穩固程度進行評價，結合岩體穩定性圖，确定出礦岩的穩定水力半徑區域和初始崩落水力半徑；根據首采場、循環誘導崩落采場空區暴露形态分析，得到上盤圍岩、礦石頂柱與下盤圍岩的水力半徑計算公式；基于循環誘導崩落采場存在散體邊界支撐條件，通過将散體邊界的散體支撐力與原岩應力比值，作為水力半徑弱化系數，得到弱化後的水力半徑用于循環誘導崩落采場極限長度計算；結合已确定的采場結構參數，求解得到首采場、循環誘導崩落采場的臨時頂柱的極限暴露長度參數。
論文“Temporary Roof Pillar Cyclic Induced Collapse: Beam Mechanics Analysis of Thickness and Limit Length”的第一作者為2024級博士研究生楊文雄，通訊作者為陳慶發教授。研究團隊從梁力學的角度，将首采場和循環誘導崩落過程中的臨時頂柱，分别簡化為固支梁和懸臂梁的彈性力學問題，建立受力荷載力學模型；推導出符合拉剪應力極限強度控制條件下的臨時頂柱厚度與極限長度的對應關系，分别确定出首采場和循環誘導崩落過程中的臨時頂柱最佳長厚比。
陳慶發教授團隊長期緻力于非傳統采礦理論與工藝、岩體結構三維解構理論等方面的研究。其中，提出的“協同開采”重大采礦技術理念現已獲國内外采礦工程學術界和企業界的廣泛認可與接受。曆經10餘年的努力，現該理念已上升為完整的理論體系。團隊已在協同開采研究領域出版《隐患資源開采與空區處理協同技術》、《金屬礦床地下開采協同采礦方法》、《産狀複雜礦體分區協同開采技術》等學術專著3部，獲授權國家發明專利10餘項，獲廣西科技進步獎二等獎1項，廣西自然科學獎三等獎1項，獲綠色礦山突出貢獻獎（個人）1項。
《Rock Mechanics and Rock Engineering》為國際工程技術領域TOP期刊，在2023年中國科學院分區中，該期刊在“工程技術”大類分區為二區，在“地球科學”小類分區為一區。
論文鍊接：
1. https://doi.org/10.1007/s00603-024-03810-z.
2. https://doi.org/10.1007/s00603-024-03865-y.
3. https://doi.org/10.1007/s00603-024-04143-7.
編輯|劉娜 周大淇
審核|王欣鵬
