基于能量原理的沖擊地壓防治關(guān)鍵層確定實驗研究.pdf

1、沖擊地壓對煤礦安全和高效生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。目前對沖擊地壓能量機(jī)理的研究，主要集中在能量耗散部分，對于煤巖體中能量的具體積聚特征缺乏專門的研究。在煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，存在許多軟硬相間的巖層結(jié)構(gòu)，大量研究發(fā)現(xiàn)，這種情況下發(fā)生沖擊的可能性較大。為此，本文理論分析了煤巖沖擊破壞的影響因素及能量轉(zhuǎn)化規(guī)律，實驗研究了煤巖變形破壞過程中能量積聚與耗散的特征，以及不同高度和不同組合方式下煤巖組合體的沖擊效應(yīng)和破壞形態(tài)。
　　對煤巖體及組合體沖擊破壞

2、過程及能量轉(zhuǎn)化規(guī)律進(jìn)行理論分析，結(jié)果表明，受巖石內(nèi)部裂紋及空隙不同的影響，其能量積聚能力的大小及能量耗散的方式有很大差別，材料強(qiáng)度、材料均質(zhì)度及能量輸入率決定了煤樣能量耗散的方式；組合體煤巖在沖擊破壞過程中，內(nèi)部巖石之間相互作用，不斷的進(jìn)行能量的傳遞與整體的平衡自組織，其中一部分巖層對組合體的能量積聚量及能量耗散特征起主要作用。
　　對峻德礦17煤層的煤、細(xì)砂巖和粗砂巖進(jìn)行變形破壞實驗，結(jié)果表明煤具有強(qiáng)沖擊傾向性，粗砂巖和細(xì)砂巖具

3、有中等沖擊傾向性。分析對比巖樣的全過程應(yīng)力應(yīng)變曲線，發(fā)現(xiàn)細(xì)砂巖能更多的積聚彈性能，且能發(fā)生瞬間破壞，將能量大量釋放。將細(xì)砂巖、粗砂巖和煤三種巖石按照不同比例及不同方式進(jìn)行組合，對比分析實驗結(jié)果表明細(xì)砂巖對組合體的沖擊效應(yīng)起主要作用，不同組合方式下相同比例的組合體沖擊效應(yīng)相差很大。實驗分析煤和巖石在相同破壞壓強(qiáng)時的破壞規(guī)律，表明同時破壞時細(xì)砂巖與煤的組合能吸收更多的能量。
　　研究成果對深入認(rèn)識沖擊地壓過程中不同煤巖在能量轉(zhuǎn)化過程中