深井穿尖交岔点突变失稳机制分析及应用

深部煤炭开采中软岩巷道围岩支护问题，尤其是软岩交岔巷道围岩稳定性长期深受关注。由交岔点变形破坏内在原因分析得出，其顶板与三角区岩柱支撑体系是交岔点失稳破坏的薄弱点。基于“等效跨度”概念并结合突变理论建立交岔点顶板-岩柱系统简化受力的尖点突变模型，获得交岔点尖点突变方程及系统失稳破坏的充要判定条件。分析了工程地质因素（埋深H、岩柱弹性模量E）、巷道交岔点结构参数（交岔角度θ、巷道高度h）及支护参数a对交岔点稳定性影响。得出θ、E、a与控制参数v的非线性关系存在曲率变化拐点。当θ<35°，E<16 GPa时，控制参数v对各个因素的敏感度顺序为θ>E>a>h>H，即当围岩较软弱时交岔点稳定性受岩柱强度影响较为强烈，交岔点设计角度不宜小于35°。当θ≥35°，E≥16 GPa时，敏感度顺序为h>H>θ>a>E，即当岩柱强度较高时交岔点稳定性受结构参数影响较大。结合丁集矿深井软岩工程实例，采用理论分析指导交岔点设计参数优化。矿压监测数据表明，优化支护设计有效地控制了西三轨回联巷交岔点围岩变形，验证了理论推导方法的正确性。