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题名超低摩擦型冲击地压前兆特征及煤岩界面属性影响研究
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作者
胡学锦
李利萍
潘一山
唐巨鹏
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机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
辽宁大学灾害岩体力学研究所
沈阳大学环境学院
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出处
《力学学报》
北大核心
2025年第5期1117-1130,共14页
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基金
国家自然科学基金(51974148)
辽宁省“兴辽英才计划”(XLYC1807130)资助项目。
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文摘
超低摩擦效应易使煤岩界面处发生侧向滑移,诱发严重的冲击地压事故.为了揭示超低摩擦效应诱发冲击地压机理,以煤岩组合结构为研究对象,采用自行研制的超低摩擦试验装置,应用高速相机及声发射等监测设备,基于实验室角度复现了静、动载组合扰动下煤层断裂及超低摩擦滑移失稳诱发冲击地压过程.并以煤岩界面粗糙度、夹层含水率和夹层厚度为变量,应力、位移和声发射信号为分析指标,研究了煤岩及巷道动态破坏特征.结果表明:(1)超低摩擦型冲击地压发生过程呈现初始、预滑移、动滑移和滑移终止4个阶段性变化特征,其中,预滑移阶段是煤层临近断裂与滑移前的微小滑动阶段,预示着煤岩体已进入不稳定阶段;动滑移阶段是煤层发生断裂后的剧烈滑动,伴随着较大能量释放和明显的超低摩擦现象;(2)煤岩界面属性对超低摩擦型冲击地压具有重要影响,煤岩界面粗糙度越小,或夹层含水率越大,或夹层厚度越大,煤层滑移启动水平应力临界值越小,煤层滑移量越大,巷道挤压破坏越严重,超低摩擦型冲击地压强度越大;(3)不同煤岩界面属性下,预滑移时间具有明显规律性变化特征,可作为超低摩擦型冲击地压事故滑移预警时间指标;(4)根据声发射前兆信号,给出了超低摩擦型冲击地压风险预测方法,并将超低摩擦型冲击地压风险划分为:无、低和高风险区.研究结果对冲击地压的预测和防治具有重要意义.
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关键词
超低摩擦效应
冲击地压
预滑移
动滑移
滑移预警
煤岩界面属性
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Keywords
ultra-low friction effect
rockburst
pre-slip
dynamic slip
slip warning
coal-rock interface properties
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分类号
TD324
[矿业工程—矿井建设]
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