近期，由我院陈庆发教授带领的协同开采研究团队依托大新锰矿急倾斜中厚矿体中深部开采工程，开发了“临时顶柱诱导崩落与无底柱分段崩落协同开采技术”。 研究团队在广西大学学科交叉科研项目（2022JCB012）的支持下，围绕“临时顶柱诱导崩落技术参数”开展了系列应用基础研究，产出的3篇学术论文2024年相继被国际岩石力学领域知名期刊《Rock Mechanics and Rock Engineering》录用发表。3篇论文分别论证了临时顶柱的安全厚度、极限暴露长度参数和最佳长厚比，为采矿工业试验提供了核心技术参数，为同类或相似条件下安全高效资源绿色和谐开发提供了借鉴与参考。
论文“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”的第一作者为2021级硕士研究生郭翔咏，通讯作者为陈庆发教授。临时顶柱安全厚度确定的关键在于求解顶柱的挠度函数。前人在利用Reissner厚板理论计算顶柱安全厚度时多采用伽辽金法，但该法难以求解复杂边界条件下顶柱的挠度函数。研究团队提出了适于求解复杂边界条件下的顶柱挠度函数的Reissner-Ritz法；结合矿岩赋存条件及其物理力学参数，求解得到具体的临时顶柱安全厚度参数。
论文“A New Combined Mining Method: The Stope Limit Length Calculation of Considering Bulk Support Boundary”的第一作者和通讯作者均为陈庆发教授。研究团队采用MRMR法对矿岩体稳固程度进行评价，结合岩体稳定性图，确定出矿岩的稳定水力半径区域和初始崩落水力半径；根据首采场、循环诱导崩落采场空区暴露形态分析，得到上盘围岩、矿石顶柱与下盘围岩的水力半径计算公式；基于循环诱导崩落采场存在散体边界支撑条件，通过将散体边界的散体支撑力与原岩应力比值，作为水力半径弱化系数，得到弱化后的水力半径用于循环诱导崩落采场极限长度计算；结合已确定的采场结构参数，求解得到首采场、循环诱导崩落采场的临时顶柱的极限暴露长度参数。
论文“Temporary Roof Pillar Cyclic Induced Collapse: Beam Mechanics Analysis of Thickness and Limit Length”的第一作者为2024级博士研究生杨文雄，通讯作者为陈庆发教授。研究团队从梁力学的角度，将首采场和循环诱导崩落过程中的临时顶柱，分别简化为固支梁和悬臂梁的弹性力学问题，建立受力荷载力学模型；推导出符合拉剪应力极限强度控制条件下的临时顶柱厚度与极限长度的对应关系，分别确定出首采场和循环诱导崩落过程中的临时顶柱最佳长厚比。
陈庆发教授团队长期致力于非传统采矿理论与工艺、岩体结构三维解构理论等方面的研究。其中，提出的“协同开采”重大采矿技术理念现已获国内外采矿工程学术界和企业界的广泛认可与接受。历经10余年的努力，现该理念已上升为完整的理论体系。团队已在协同开采研究领域出版《隐患资源开采与空区处理协同技术》、《金属矿床地下开采协同采矿方法》、《产状复杂矿体分区协同开采技术》等学术专著3部，获授权国家发明专利10余项，获广西科技进步奖二等奖1项，广西自然科学奖三等奖1项，获绿色矿山突出贡献奖（个人）1项。
《Rock Mechanics and Rock Engineering》为国际工程技术领域TOP期刊，在2023年中国科学院分区中，该期刊在“工程技术”大类分区为二区，在“地球科学”小类分区为一区。
论文链接：
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.
编辑|刘娜 周大淇
审核|王欣鹏
