我国煤炭深部开采冲击地压特征、类型及分源防控技术 被引量：123

1

作者 潘俊锋 齐庆新 +3 位作者 刘少虹 王书文 马文涛 亢鑫超 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期111-121,共11页

我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱... 我国煤炭资源大规模步入深部开采,深部开采冲击地压事故频繁发生,为了厘清深部开采冲击地压特点、启动类型以及防治与浅部开采的区别,为深部开采防治冲击地压提供理论与技术指导,以我国煤炭资源深部开采冲击地压特征研究为切入点,从诱发冲击地压的载荷源角度,结合工程实例,建立力学模型,研究提出了我国深部开采冲击地压的3种类型,最后提出了深部开采巷道冲击地压动静载荷分源防控方法。结果表明,我国煤炭深部开采冲击地压特征总体表现为因基础静载荷充足,发生门槛降低,冲击显现位置点多面广,发生原理隐蔽性、自发性、时滞性占比大,防治范围扩大,应力恢复快,高强度、长时效卸压要求突出;将我国煤炭深部开采冲击地压划分为3种类型,即深部动静载叠加型、深部高静载加载型、深部高静载卸荷型。深部动静载叠加型,因深部煤炭资源高地压环境,与浅部相比,较高的基础静载荷获得微动载扰动、叠加可发生冲击地压。深部高静载加载型冲击地压,其静载荷缓慢对极限平衡区加载过程冲击是材料失稳,导致工程结构体结构动力失稳的结果,而深部高静载卸荷型冲击地压,其高静载荷最小阻抗带减小,静载荷卸荷过程是围岩结构稳定性遭到破坏,导致工程结构体材料动力失稳的结果,2者存在本质差别;深部冲击地压防控与常规浅埋冲击地压防控,差别在于基础静载荷充足,增量顶板等动载荷来源复杂,冲击危险区域基础静载荷获取增量静、动载荷门槛降低,因此必须高强度、长时效实现静、动载荷源分源防控,阻止诱发冲击地压的载荷条件形成;在动静载荷分源防控指导思想下,针对顶板动载荷源,开发了顶板“钻-切-压”一体化技术,深度弱化顶板,消除顶板动载源;针对巷道两帮垂直应力集中,开发了煤层一次成孔300 mm超大直径无人钻孔技术,高强度、长时效疏导煤体垂直应力;针对巷道底板高水平应力,开发了巷道底角联排桩基,高强度切断水平应力,阻止底板冲击滑移等技术,现场应用效果良好。 展开更多

关键词 冲击地压 深部开采 深部冲击地压 类型 分源防控 加载 卸荷 动静载

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煤矿深部开采冲击地压应力控制技术理论与实践 被引量：36

2

作者 赵善坤 齐庆新 +3 位作者 李云鹏 邓志刚 李一哲 苏振国 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期626-636,共11页

随着煤矿进入深部开采冲击地压显现愈发严重,我国现已成为受冲击地压灾害最为严重的国家。根据深部开采的特点划分冲击地压类型,制定高效合理的冲击地压防控方案,指导现场防冲工作成为亟待解决的问题。以深部开采煤岩体所处的应力状态... 随着煤矿进入深部开采冲击地压显现愈发严重,我国现已成为受冲击地压灾害最为严重的国家。根据深部开采的特点划分冲击地压类型,制定高效合理的冲击地压防控方案,指导现场防冲工作成为亟待解决的问题。以深部开采煤岩体所处的应力状态为基础,提出了深部典型冲击地压和非典型冲击地压的划分方法,并对深部开采冲击地压的影响因素进行深入分析。基于理论分析、数值模拟、现场实测等方法,确定了深部开采较浅部开采具有明显差异,即:深部开采原岩应力水平更高,煤岩体所受三向应力差异更大;采动超前应力集中程度与超前应力影响范围均明显增大;煤岩体更易受到外部扰动发生失稳破坏。结合地质因素和开采因素综合分析,明确了深部典型冲击地压发生的必要条件是高原岩应力与强烈的采动应力,深部非典型冲击地压发生的必要条件是较高的原岩应力、强烈的采动应力与外部应力扰动。基于应力控制理论,建立了深部开采冲击地压防控技术体系。提出了"煤体大范围卸压、顶底板适当处理、强力支架支护"的深部典型冲击地压防控策略和"煤体局部卸压、顶板大范围处理、加强支护"的深部非典型冲击地压防控策略。针对2类矿井分别开展了现场工程实践,实现了冲击地压的高效防控,为深部冲击地压防控提供了借鉴。 展开更多

关键词 深部开采 应力环境 冲击地压类型 应力控制

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6500 kN静-动复合加载液压冲击试验机研究 被引量：7

3

作者 张建卓 王洁 +3 位作者 潘一山 齐庆新 王爱文 王洪英 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1648-1658,共11页

针对现有设备无法实现对冲击地压矿井防冲支架进行静-动复合动力冲击加载实验的问题,提出一种基于液压蓄能及快放原理实现大吨位快速静-动复合加载的动力冲击试验机设计方法。提出了加载试验机的结构组成及工作原理,设计了液压加载系统... 针对现有设备无法实现对冲击地压矿井防冲支架进行静-动复合动力冲击加载实验的问题,提出一种基于液压蓄能及快放原理实现大吨位快速静-动复合加载的动力冲击试验机设计方法。提出了加载试验机的结构组成及工作原理,设计了液压加载系统,并给出液压加载系统的工作原理。该试验机能够实现被压试件的准静态加载、动态加载和静-动复合加载。运用AMESim软件建立了液压加载系统的仿真模型,对其加载特性进行了仿真分析;提出了一种实现高压超大流量开关阀的新型结构,运用FULUNET软件对超大流量开关阀进行了结构优化与流场研究,确定了额定压力31.5 MPa,流量达到120000 L/min的超大流量阀的结构参数;推导了防冲液压立柱的冲击波动方程及其定解条件;建立了液压动力加载系统的AMESim仿真模型,并进行了动力冲击仿真分析。根据理论分析结果完成了6500 kN高速液压冲击实验机样机的研制,并对样机进行了实验测试,实验结果表明,该试验机最大冲击力为6500 kN,最大冲击速度8.2 m/s,从静止到最大速度加速时间小于25 ms,超大流量开关阀的额定流量达到了121179.8 L/min,开启时间小于15 ms。通过对实验样机的实验,验证了设计方案的正确性。 展开更多

关键词 防冲支架 冲击试验机 液压加载 静载加载 静-动复合加载

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煤矿冲击危险性的定性与定量评价研究 被引量：24

4

作者 齐庆新 李海涛 李晓鹏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期12-19,共8页

冲击危险性评价是将冲击地压抽象的能量本质具象化的关键环节,对于冲击地压有效防控有着直接的支撑作用。笔者梳理了冲击危险性评价的基本概念和功能定位,指出冲击危险性评价天然具有多尺度的属性,各尺度评价应相互兼容、逐级支撑,并对... 冲击危险性评价是将冲击地压抽象的能量本质具象化的关键环节,对于冲击地压有效防控有着直接的支撑作用。笔者梳理了冲击危险性评价的基本概念和功能定位,指出冲击危险性评价天然具有多尺度的属性,各尺度评价应相互兼容、逐级支撑,并对目前冲击危险性评价中指标间关联不足、危险区域划分偏主观、对于多要素和大数据的兼容性有限,以及评价工作趋于刻板等问题进行了剖析,为此,基于广义"三因素"理论,提出冲击危险性定性评价应兼顾"要素齐备"和"逻辑齐备"的原则,并基于"矿井自身数据,指导矿井自身生产"的原则给出了冲击危险性定量评价的基本方法,为解决冲击危险性评价现存问题做出了探索,明确了冲击危险性评价的后续攻关方向。 展开更多

关键词 冲击地压 多尺度评价 危险性量化 广义“三因素”理论

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煤矿冲击地压巷道三级吸能支护的强度计算方法 被引量：20

5

作者 王爱文 潘一山 +5 位作者 齐庆新 徐连满 高明仕 刘金海 代连朋 肖永惠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期3087-3095,共9页

针对冲击危险巷道防冲吸能支护缺乏量化设计方法这一难题,从冲击地压巷道围岩的静-动力学环境与结构特征两方面,开展防冲吸能支护强度计算方法研究。结果表明:由于支护与卸压双重作用,巷道周围形成了以巷内支护层、锚固层、卸压层以及... 针对冲击危险巷道防冲吸能支护缺乏量化设计方法这一难题,从冲击地压巷道围岩的静-动力学环境与结构特征两方面,开展防冲吸能支护强度计算方法研究。结果表明:由于支护与卸压双重作用,巷道周围形成了以巷内支护层、锚固层、卸压层以及原岩层为主的多层圆环结构,各层圆环内的围岩材料性能在巷道围岩径向方向形成典型的梯度结构特征。基于拟静态法,将远场冲击动载荷与围岩静载荷叠加,通过简化锚固层内锚杆(索)支护作用,弱化卸压层内煤岩力学参数,建立了冲击地压巷道围岩梯度结构力学模型。利用梯度结构内多层圆环接触面上的应力计算方法,进行了梯度结构围岩内多层圆环接触面间的受力分析,验证了弱化卸压层内的煤岩力学性能、增加卸压层的结构尺寸、提高锚固层的支护强度,可减小冲击载荷对巷内支护层的作用,提高巷内支护层的抗冲击能力。引入冲击破坏等级系数,建立了吸能防冲支护强度与冲击地压等级间的关系,给出了冲击危险巷道三级吸能防冲支护的强度计算方法,实现了冲击危险巷道吸能防冲支护参数的量化设计。结合某矿具体工程实践,核算了该矿所采用的“锚杆(索)+可缩性36U棚支架+液压抬棚和吸能液压支架”三级吸能防冲支参数最大能够抵抗等级为2级(相当于震源距离巷道100 m,释放108 J能量)的冲击地压。 展开更多

关键词 巷道 冲击地压 三级吸能支护 强度计算 围岩梯度结构

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煤矿冲击地压巷道三级支护理论与技术 被引量：81

6

作者 潘一山 齐庆新 +5 位作者 王爱文 肖永惠 陈建强 吕祥锋 徐连满 代连朋 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1585-1594,共10页

建立了冲击地压巷道“应力-围岩-支护”力学模型,得到了考虑巷道支护作用下冲击地压启动应力条件为远场应力大于临界应力,停止的能量条件为近场围岩吸收能量和支护吸收能量大于远场释放能量。基于巷道围岩与支护体动力响应分析发现,冲... 建立了冲击地压巷道“应力-围岩-支护”力学模型,得到了考虑巷道支护作用下冲击地压启动应力条件为远场应力大于临界应力,停止的能量条件为近场围岩吸收能量和支护吸收能量大于远场释放能量。基于巷道围岩与支护体动力响应分析发现,冲击地压发生过程中围岩阻尼特性、锚固岩体的抗冲击吸能特性及巷内支护体的阻尼及刚度对冲击载荷作用下巷道围岩的稳定性具有重要影响。提出巷道冲击地压防冲支护应从静-动力学两个角度,同时考虑“启动—破坏—停止”全过程。①在冲击启动前,依据冲击启动的应力条件降低煤体应力,减少弹性能积聚,提高支护阻力,增加启动难度;②依据冲击停止的能量条件,在冲击过程中,通过改变煤岩体结构与介质属性,吸收或消耗冲击能;③在冲击应力波传播的末端,通过提高巷内支护结构阻尼吸收剩余冲击能,减弱冲击应力波对巷道支护结构的破坏。提出冲击地压巷道支护结构应具有让压可缩与吸能特性,防冲支护应根据冲击地压能量特性进行分级设计。研发了吸能锚杆索、吸能O型棚、吸能液压支架等吸能支护装备,利用吸能构件的结合及功能互补特性建立了三级吸能支护体系,三级吸能支护系统具有径向让位、环向可缩以及轴向稳定特性,实现了冲击地压巷道三维立体吸能支护。 展开更多

关键词 巷道 冲击地压 启动应力条件 停止能量条件 三级支护

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冲击地压应力流理论及其数值实现 被引量：23

7

作者 齐庆新 王守光 +3 位作者 李海涛 穆鹏宇 杜伟升 杨冠宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期172-179,共8页

冲击地压作为应力敏感型动力灾害,具象化地描述应力在煤岩介质中的空间流动特征,对于冲击地压科学评价与防控具有重要意义。为此,完善了冲击地压应力流理论,指出应力流在时间上表征了应力率,在空间上表征了应力梯度,提出了应力流张量与... 冲击地压作为应力敏感型动力灾害,具象化地描述应力在煤岩介质中的空间流动特征,对于冲击地压科学评价与防控具有重要意义。为此,完善了冲击地压应力流理论,指出应力流在时间上表征了应力率,在空间上表征了应力梯度,提出了应力流张量与应力流矢量的概念及计算公式,指出应力流张量描述了不同位置、不同时刻应力的流动趋势,而应力流矢量总是与应力梯度增量方向相同。理论推导表明应力流越大的区域,应力强度因子变化越大,材料可能更易发生断裂破坏。在非线性有限元程序中开发了应力流矢量计算程序,实现了应力流的可视化,通过数值分析还原了单轴压缩试验、单煤层常规开采条件下的动态应力状态,计算结果表明:岩石单轴压缩过程中,应力流矢量呈近水平分布,向外发散;常规开采过程中,垂直方向应力流较大,由顶底板岩层指向中间煤层,水平方向应力流主要指向工作面前方,当开挖距离增大,采空区附近应力梯度明显增大,应力流矢量分布区随工作面前移。通过单轴压缩试验,发现应力流矢量方向与试样破坏变形方向较为吻合,初步验证了应力流与岩体开裂破坏的内在相关性。最后探讨了工程现场的应力流监测方法。研究成果有望为煤矿冲击危险性定量评价与差异化防治措施制定提供直观的认知形式和实用的理论工具。 展开更多

关键词 应力流张量 应力流矢量 开裂破坏 应力梯度 冲击地压

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我国煤矿冲击地压发展70年:理论与技术体系的建立与思考 被引量：424

8

作者 齐庆新 李一哲 +4 位作者 赵善坤 张宁博 郑伟钰 李海涛 李宏艳 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1-40,共40页

文章系统全面地阐述了新中国成立70年来在冲击地压研究方面取得的成绩,主要从理论、监测与预警装备、防治技术及法律法规与标准构建等方面进行了重点介绍。同时,兼顾国外主要采矿国家在冲击地压研究上开展的工作。可以看到,随着我国煤... 文章系统全面地阐述了新中国成立70年来在冲击地压研究方面取得的成绩,主要从理论、监测与预警装备、防治技术及法律法规与标准构建等方面进行了重点介绍。同时,兼顾国外主要采矿国家在冲击地压研究上开展的工作。可以看到,随着我国煤矿开采深度的增加,冲击地压矿井数量和灾害危害程度显著增加,而国外冲击地压因煤矿开采的萎缩,只在个别一些国家偶尔发生冲击地压;对于冲击地压发生机理的研究,国外对此研究的工作主要是停留在20世纪50—90年代,而我国主要研究成果是近30年的事情,主要包括“三因素”机理、强度弱化减冲机理、应力控制理论、冲击启动理论和扰动响应失稳理论等;在冲击地压监测预警方面,国外主要集中在微震与地音监测方面,并配合钻屑法,而我国在此基础上,提出了采动应力监测方法,并开发了相关技术装备,现已广泛应用于实际煤矿冲击地压监测与预警;在冲击地压防治方面,以往重点关注在煤层和顶板冲击危险性的消除和解危上,而最近10年来,在巷道支护及煤岩体结构控制的研究与工程实践方面开展了有益的探索,旨在加强局部巷道支护的同时,从区域上控制煤岩体结构稳定性和应力分布,开发了分级分类的冲击地压巷道支护技术,采用水力压裂与深孔爆破等技术实现了对坚硬顶板岩层的有效控制;在冲击地压相关法律法规与标准体系建设方面,最近10年来,我国开展了较为系统的制订工作,包括《防治煤矿冲击地压细则》在内的规程及相关标准已制订并实施,现已初步建成冲击地压标准体系。改革开放40年来,我国煤矿冲击地压矿井数量不断增加,研究冲击地压的人数不断增加,冲击地压发生机理不断完善,冲击地压监测技术及仪器与装备从无到有,性能不断提升,冲击地压防治技术与方法不断完善,有效性不断提高,冲击地压有关法律法规从无到有,现已趋于完善。综合而言,我国煤矿冲击地压理论与技术体系已初步形成。应该看到,随着大数据、智能化与机器人时代的到来,在新的科学技术的推动下,冲击地压理论与技术将获得更大的发展。 展开更多

关键词 冲击地压 发生机理 监测 防治 标准 技术体系

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煤样力学行为的结构敏感特性及干预机制试验研究 被引量：3

9

作者 李海涛 彭然 +2 位作者 杜伟升 李晓鹏 张宁博 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2021年第4期100-107,共8页

冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放。明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知。通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相... 冲击地压的形成过程极为复杂,但本质是弹性能的大量积聚和剧烈释放。明确影响能量演化过程的客观要素和干预机制,将为指导实际防控工作提供基础认知。通过CT扫描重构了具有真实分布特征的煤样数值模型,并基于力学行为和加载环境密切相关的事实,开展了不同加载速率模拟试验。研究结果表明,应力环境变化时,相较于强度较小的煤基质,强度较大的夹杂质对于屈服、应力集中等响应表现出了更为显著的吸引作用,而屈服较晚的单元体在积聚弹性变形能的同时,整体逐渐形成了具有承载能力的空间骨架,并指出夹杂质、承载骨架或其他能够破坏介质均匀性的结构性要素,其空间分布模式对于能量或应力分布具有潜在控制作用。基于含人造结构面试样开展的不同加载速率力学试验验证了该结论,并提出有目的的人工形成特定的结构模式可实现对于煤岩宏观力学行为的选择性控制,进而为冲击地压的量化防控提供参考。 展开更多

关键词 冲击地压 结构敏感性 CT扫描重构 响应吸引作用 力学行为干预

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深部开采底板破坏与基本顶岩梁初次垮断的联动效应 被引量：18

10

作者 李春元 左建平 张勇 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3301-3314,共14页

深部承压水上开采基本顶初次垮断作为一种剧烈的矿压显现,往往造成底板大范围失稳破坏而诱发突水事故。为研究深部开采底板与基本顶初次垮断的联动破坏效应,应用相似材料试验分析了深部开采顶底板的初次断裂破坏特征,建立了基本顶岩梁... 深部承压水上开采基本顶初次垮断作为一种剧烈的矿压显现,往往造成底板大范围失稳破坏而诱发突水事故。为研究深部开采底板与基本顶初次垮断的联动破坏效应,应用相似材料试验分析了深部开采顶底板的初次断裂破坏特征,建立了基本顶岩梁初次垮断前后的顶板结构模型及底板力学模型,从应力增量角度研究了深部开采底板压剪、卸荷破坏与基本顶岩梁初次垮断的联动效应,应用离散元软件模拟了不同采深下基本顶初次垮断前后底板应力及变形的联动变化效应,并提出了预裂基本顶消除跨中触矸效应、提高支架工作阻力降低顶板垮断动载荷、降低底板应力卸荷起点与卸荷幅度等弱化顶底板联动效应的深部开采围岩控制技术。结果表明:深部开采基本顶初次垮断后,跨中触矸的采空区中部底板存在一压应力增高区域,其位移由垮断前向上鼓起转变为向下压缩;底板压力拱后拱脚位置由切眼煤壁端变换为触矸区域,底板压力拱由极限跨距的单一拱结构变换为两宽度约为极限跨距一半的双拱结构;采深越大,触矸区域底板水平应力增量越高,且垂直应力增量的影响深度高于水平应力;随最大应力变化量增大,底板最大变形量近似非线性指数增长,且垂直方向非线性增加最甚。 展开更多

关键词 底板破坏 基本顶岩梁 初次垮断 深部开采 应力增量

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特厚孤岛煤柱大巷隔离煤柱尺寸研究及优化设计 被引量：9

11

作者 石超弘 化佩 +5 位作者 李晓鹏 蔡辉 赵荣学 魏焕伟 韩飞 王超 《煤炭工程》 北大核心 2023年第4期13-18,共6页

孤岛煤柱受周边采空区上覆高位顶板压力转移影响,存在较高水平的静载荷集中情况,受采掘扰动后冲击危险性显著提高。针对山东某冲击地压矿井特厚孤岛煤柱大巷冲击风险高的问题,应用工程类比法分析,得出当前隔离煤柱尺寸不足以隔绝采掘扰... 孤岛煤柱受周边采空区上覆高位顶板压力转移影响,存在较高水平的静载荷集中情况,受采掘扰动后冲击危险性显著提高。针对山东某冲击地压矿井特厚孤岛煤柱大巷冲击风险高的问题,应用工程类比法分析,得出当前隔离煤柱尺寸不足以隔绝采掘扰动影响的结论,运用FLAC 3D数值计算软件,对不同尺寸大巷隔离煤柱周边应力状态进行了分析,结果表明最佳大巷隔离煤柱尺寸应为200 m以上。设计采用爆破卸压措施降低动静载荷叠加导致的冲击风险,同时设计补强支护措施提高大巷承载能力,现场工业性试验表明治理效果良好,保障了工作面末采期间特厚孤岛煤柱大巷的防冲安全。 展开更多

关键词 孤岛煤柱 静载荷集中 爆破卸压 补强支护

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煤矿动力灾害广义“三因素”机理探讨 被引量：21

12

作者 李海涛 齐庆新 +3 位作者 赵善坤 李宏艳 舒龙勇 陈理强 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期42-52,共11页

目前煤矿动力灾害的机理类研究多基于单一要素开展,由此获得的结论具有相对独立性,进而使得动力灾害研究呈现出复杂化的趋势。为回归其弹性能大量积聚和剧烈释放的本质,增强相关研究的关联性,以弹性能积聚为线索,通过常识推理提出了煤... 目前煤矿动力灾害的机理类研究多基于单一要素开展,由此获得的结论具有相对独立性,进而使得动力灾害研究呈现出复杂化的趋势。为回归其弹性能大量积聚和剧烈释放的本质,增强相关研究的关联性,以弹性能积聚为线索,通过常识推理提出了煤矿动力灾害形成的基本逻辑,包括:持续的能量补给;保证能量形式为弹性能的介质属性;能够使弹性能积聚至致灾量级且可以失效的制约机制,并指出,"能量源"包括稳定和偶发2种形式,前者来自开采卸荷后的等效加载作用,后者来自动载扰动;"介质属性"狭义上指物质种类,但对于冲击倾向性、渗透性等受限于细观结构的属性同样纳入本概念中;制约机制则是弹性能积聚至致灾量级并产生剧烈释放的关键,以结构面和块体组合为具体形式,是实现人为干预防灾的切入点。并将其分别概括为"力源因素"、"物性因素"和"结构因素",其中,物性因素是一切行为的基础,力源因素与结构因素具有密切的互馈作用,据此提出了广义"三因素"机理,给出了其潜在应用场景及未来研究方向。 展开更多

关键词 动力灾害 冲击地压 煤与瓦斯突出 广义“三因素”

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煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法 被引量：3

13

作者 齐庆新 李海涛 +3 位作者 郑伟钰 杜伟升 杨冠宇 李晓鹏 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期70-77,共8页

现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系,对于工程的参考价值有待进一步提高。为此,从冲击倾向性描述弹性能的本质出发,构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型,从基本物理行为的... 现有冲击倾向性测试结果常表现出与冲击地压事故互为不充分不必要条件的关系,对于工程的参考价值有待进一步提高。为此,从冲击倾向性描述弹性能的本质出发,构建了从功能上能够还原弹性能积聚与释放的统计损伤物理模型,从基本物理行为的角度对应力-应变曲线的升降趋势,以及加载过程中能量的积聚与耗散进行了研究。结果表明:外载做功和能量释放贯穿加载全过程,目前以应力-应变曲线峰前、峰后段的相关特征分别描述弹性能积聚和耗散的方式能够简化计算,但未能反应真实的力学行为,基于物理模型进一步指出,试件的变形势能增量ΔW_(ti)本质上是当前时刻试件中仍具承载能力结构新增的变形能ΔW_(ti)′;与该时刻破断的承载结构所释放变形能ΔW_(ti)″之差,而ΔW_(ti)′;在描述弹性能方面更具合理性,并给出了该指标基于荷载-时间曲线和声发射的实测计算路径,为获得更为准确的弹性能描述做出了有益探索。 展开更多

关键词 煤岩 弹性变形能 冲击倾向性 声发射 物理模型

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