煤矿冲击地压发生风险判别公式及应用

• Published in: 煤炭学报 Vol. 48; no. 5; pp. 1957 - 1968
• Main Authors: 潘俊锋, 高家明, 闫耀东, 杨光宇
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,北京 100013 01.05.2023; 煤矿灾害防控全国重点实验室,重庆 400044%中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013; 中煤科工开采研究院有限公司,北京 100013
• Subjects: discriminant index; 冲击地压; 增阻抗; all process; energy criterion; 判别指数; 风险; increasing impedance; risk; coal burst; 能量判据; 全过程
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.0160

TD324; 针对传统冲击地压发生判别方法缺乏灾害全过程考虑的问题,以煤矿冲击地压发生物理过程分解为切入点,采用理论分析、数值模拟、力学推导、工程验证等方法,开展基于物理过程分解的煤矿冲击地压发生风险判别指数计算公式及其应用研究.结果表明,冲击地压发生物理过程中存在的空间序列为采动围岩极限平衡区—采动围岩近场弹、塑性区—采掘活动空间;依次对应的时间序列为冲击启动阶段—冲击能量传递阶段—冲击地压显现阶段.冲击地压完成物理过程必须同时满足冲击启动和克服阻抗2个力学条件;分别建立了动、静载荷加载型以及高静载荷叠加型冲击地压启动力学模型、冲击地压克服阻抗显现力学模型;得到了冲击地压启动能量判据公式、冲击地压显现能量判据公式;基于上述2项公式建立了既考虑动载荷源、又考虑静载荷源,兼顾冲击启动力学条件满足、冲击地压显现力学条件满足的冲击地压发生风险判别指数计算公式;依据判别指数计算公式,得到冲击地压发生风险性与煤岩体静、动载能之和成正比,与支护及围岩阻抗能成反比的关系;建立了基于冲击地压发生风险判别指数的巷道降载荷-增阻抗耦合防冲工程结构力学模型,并进行了工程应用,实践表明达到了防治冲击地压目的.