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29 篇 会议

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29 篇 电子文献
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学科分类号

29 篇 工学
- 27 篇 矿业工程
- 2 篇 力学（可授工学、理...
- 2 篇 水利工程

主题

10 篇 冲击地压
2 篇 能量吸收
2 篇 应力波
2 篇 坚硬顶板
2 篇 煤
2 篇 动力学特性
1 篇 "三因素"机理
1 篇 裂隙扩展与重构
1 篇 安全性评价
1 篇 应变率
1 篇 连续-非连续
1 篇 防治与管控
1 篇 覆岩结构
1 篇 结构面扩展
1 篇 深部开采
1 篇 治理技术
1 篇 大空间采场
1 篇 局部震动
1 篇 lstm
1 篇 安全系数

机构

14 篇 中国矿业大学
6 篇 辽宁工程技术大学
4 篇 辽宁大学
3 篇 安徽理工大学
2 篇 中煤科工开采研究...
2 篇 重庆大学
2 篇 山东能源集团有限...
2 篇 西安科技大学
1 篇 晋能控股集团有限...
1 篇 沈阳焦煤股份有限...
1 篇 兖矿能源集团股份...
1 篇 北京科技大学
1 篇 煤炭智能开采与岩...
1 篇 山东能源集团鲁西...
1 篇 中国科学院武汉岩...
1 篇 煤矿灾害防控全国...
1 篇 湖南科技大学
1 篇 兖矿集团有限公司
1 篇 太原理工大学
1 篇 华北水利水电大学

作者

4 篇 潘一山
2 篇 于斌
2 篇 刘耀琪
2 篇 王超
2 篇 王岗
2 篇 窦林名
2 篇 王常彬
2 篇 王恩元
2 篇 王爱文
2 篇 曹安业
2 篇 白贤栖
2 篇 张修峰
1 篇 杨晓杰
1 篇 范德威
1 篇 朱卫兵
1 篇 夏宇浩
1 篇 韩泽鹏
1 篇 李宏
1 篇 翁磊
1 篇 解嘉豪

语言

29 篇 中文

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煤矿冲击地压发生风险判别公式及应用

煤矿冲击地压发生风险判别公式及应用

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：潘俊锋高家明闫耀东杨光宇中煤科工开采研究院有限公司北京 100013 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京 100013 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 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 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室北京 100013

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。... 详细信息

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。

关键词：冲击地压全过程风险判别指数增阻抗能量判据

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煤矿冲击地压源头防治理论与技术架构

煤矿冲击地压源头防治理论与技术架构

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：齐庆新马世志孙希奎赵善坤李云鹏李海涛于斌潘鹏志王守光李宏李一哲王旭东张修峰王学滨李宏艳陆菜平王书文韩军乔文俊张宁博煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院北京 100013 中国中煤能源集团有限公司北京 100120 山东能源集团有限公司山东济南 250101 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京 100013 煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院北京 100013 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京 100013 重庆大学资源与安全学院重庆 400044 中国科学院武汉岩土力学研究所湖北武汉 430071 应急管理部国家自然灾害防治研究院北京 100085 神华新街能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 017200 辽宁工程技术大学计算力学研究所辽宁阜新 123000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新 123000

我国煤矿安全状况虽持续好转，但煤矿冲击地压灾害的影响却愈发严重，仅近5 a 就发生了8 起冲击地压事故，累计死亡48 人。我国煤矿冲击地压防治多为“头痛医头、脚疼医脚”，冲击地压发生源头、孕灾机理不清。同时，以山东巨野、兖州... 详细信息

我国煤矿安全状况虽持续好转，但煤矿冲击地压灾害的影响却愈发严重，仅近5 a 就发生了8 起冲击地压事故，累计死亡48 人。我国煤矿冲击地压防治多为“头痛医头、脚疼医脚”，冲击地压发生源头、孕灾机理不清。同时，以山东巨野、兖州等煤田为代表的东部充分采动矿井，具有开采深度大、采动影响因素复杂等特征;以内蒙古鄂尔多斯和陕西彬长矿区为代表的西部非充分采动矿井，则具有高强度开采、厚硬岩层等特征，均给冲击地压防治带来了新的挑战。因此，煤矿冲击地压源头防治已成为当前亟待解决的重大工程科学问题。针对这一难题，从冲击地压基础理论与模拟技术、监测及危险区判识技术、区域与局部防控技术装备等3 方面系统的分析了当前冲击地压研究取得的成果与不足，结合前期研究基础与现场实践，提出了煤矿冲击地压源头防治思想。进而将其梳理为煤矿冲击地压源头属性与特性、煤矿冲击地压全过程孕灾与源头防治原理等2 个科学问题，冲击地压全过程精细模拟技术、矿井全生命周期煤岩体应力与全尺度覆岩结构监测技术、冲击危险精准甄别与智能识别技术、煤矿冲击地压井上下协同防控技术等4 个技术问题。根据生产矿井和新建矿井的特点，分别制定了相应的防治思路与技术框架。研究成果为我国煤矿冲击地压防治提供了一种新的思路，为煤矿“零冲击”目标提供理论依据与技术支撑。

关键词：煤矿冲击地压源头防治 "三因素"机理应力流理论应力控制

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基于局部矿井刚度理论的冲击地压试验装置研制及应用

基于局部矿井刚度理论的冲击地压试验装置研制及应用

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：高富强原贵阳娄金福卢志国李建忠中煤科工开采研究院有限公司北京 100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京 100013 中煤科工开采研究院有限公司北京 100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京 100013 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京 100083

煤层加载刚度及峰后承载刚度是影响冲击地压发生的重要因素，为了系统研究基于局部矿井刚度理论的冲击地压发生机理及煤柱冲击破坏规律，开发了冲击地压实验室试验装置。试验装置主要由静力加载系统、储能系统、变刚度加载系统、开挖系... 详细信息

煤层加载刚度及峰后承载刚度是影响冲击地压发生的重要因素，为了系统研究基于局部矿井刚度理论的冲击地压发生机理及煤柱冲击破坏规律，开发了冲击地压实验室试验装置。试验装置主要由静力加载系统、储能系统、变刚度加载系统、开挖系统和多源信息监测系统5 部分组成。该试验系统的主要创新如下：① 加载系统中增加开挖装置，可在保压状态下通过开挖诱发试样产生应力集中及局部矿井刚度的降低，当试样受力达到其承载强度、局部系统刚度低于试样峰后刚度时将发生冲击破坏;② 加载系统中设置了气囊式蓄能器-油缸的复合液压弹簧储能装置，可在静力加载过程中完成能量的储存;③ 设置了一种变刚度加载装置，系统可通过蓄能器初始气囊压力的调整实现不同加载刚度的设置;④ 试验装置可对试样从加载—稳压—开挖—冲击全过程进行实验室再现，使得冲击地压发生全过程煤柱应变监测以及冲击过程观测成为可能。通过对高强度混凝土试块和强冲击倾向性煤样进行初步实验室试验，验证了该模拟设备的准确性和可靠性，初步试验结果表明：低刚度加载条件下通过开挖底部试样可有效诱发煤柱发生冲击破坏，煤柱破坏由低刚度侧向高刚度侧扩展贯通，破坏后的残留煤柱呈现出“两侧宽中心窄”的哑铃状态。冲击破坏后的煤柱中心被一条横向锯齿裂纹贯穿，致使煤柱承载能力大幅度降低。该试验系统从加载储能及刚度角度出发，可实验室再现煤体在加载—稳压—开挖—冲击破坏的冲击地压发生全过程，为煤矿冲击地压发生机理研究提供试验平台。

关键词：局部系统刚度冲击地压试验系统变刚度加载

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基于相空间重构与深度学习的冲击地压矿井时间序列b值趋势

基于相空间重构与深度学习的冲击地压矿井时间序列b值趋势

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：崔峰何仕凤来兴平陈建强孙秉成贾冲高远江西安科技大学能源学院陕西西安 710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安 710054 自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室陕西西安 710021 西安科技大学能源学院陕西西安 710054 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室陕西西安 710054 国家能源集团新疆能源有限责任公司新疆乌鲁木齐 830027

冲击地压是制约煤炭安全高效开采的重大灾害之一，实现冲击地压的智能化预警是保障煤矿智能安全开采的关键路径.b 值作为监测冲击地压的有效指标，掌握矿井开采过程中b 值演化趋势对冲击地压的及时预警具有重要意义.为此基于相空间重构(... 详细信息

冲击地压是制约煤炭安全高效开采的重大灾害之一，实现冲击地压的智能化预警是保障煤矿智能安全开采的关键路径.b 值作为监测冲击地压的有效指标，掌握矿井开采过程中b 值演化趋势对冲击地压的及时预警具有重要意义.为此基于相空间重构(PSR)与深度学习提出了对矿井开采中时间序列b 值的短期预测方法，运用相空间重构技术将卷积神经网络识别及降噪后的b 值映射到高维空间，混合遗传算法(GA)优化的长短期记忆网络(LSTM)学习高维数据特征构成b 值预测模型(PSR–GA–LSTM).实例结合冲击地压矿井宽沟煤矿W1123 综采工作面，计算了降噪后b值的重构参数且实现了数据的重构.评价了不同模型的预测性能并对最优预测模型进行了实例分析.研究结果表明：时间序列b 值经过降噪技术处理后，能增强模型对于b 值趋势特征的学习能力和降低噪点对于冲击前兆信息的干扰;时间序列b 值经过相空间重构及长短期记忆网络的超参数得到优化后，模型的预测精度能得到明显提升;较其他模型相比PSR–GA–LSTM 的残差波动范围最小稳定在0.005 以内，其误差(RMSE)、平均绝对误差(MAE)和平均绝对百分比误差(MAPE)分别为0.001 51、0.001 33、0.29％都低于其他模型;PSR–GA–LSTM 模型经过时间序列b 值训练后，所预测的b 值趋势蕴含着冲击前兆信息，能预先对冲击事件的发生提供b 值预警指标.该模型对于匀速推进的冲击地压矿井b 值趋势发展有着较好的预测能力，所用方法可为在冲击地压时间上演化发展的预测预警研究提供借鉴与参考.

关键词：冲击地压 b值 LSTM 相空间重构预警深度学习

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深部煤巷围岩三向应力差异梯度致冲机理

深部煤巷围岩三向应力差异梯度致冲机理

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：刘国磊王泽东崔嵛马秋峰颜磊韩玉忠山东理工大学资源与环境工程学院山东淄博 255000 新汶矿业集团有限责任公司山东泰安 271219

以深部煤巷围岩为研究对象,针对冲击地压灾害严重、致冲机理研究尚不完善、防冲工程缺少更具针对性指导依据等问题,采用室内试验、数值模拟、理论分析等方法,从三向应力差异角度揭示深部煤巷围岩冲击致灾机理。基于采掘活动扰乱煤岩体... 详细信息

以深部煤巷围岩为研究对象,针对冲击地压灾害严重、致冲机理研究尚不完善、防冲工程缺少更具针对性指导依据等问题,采用室内试验、数值模拟、理论分析等方法,从三向应力差异角度揭示深部煤巷围岩冲击致灾机理。基于采掘活动扰乱煤岩体三向等压状态导致围岩破坏的特点,通过PFC 模拟试验和理论推导研究了不同应力路径下的煤体单元体响应特征,得到单元体失稳的应力差异判据,进一步提出煤巷围岩应力差异梯度Dg 和应力差异梯度变化率Dgc 的概念,基于Drucker-Prager 准则分析了巷道围岩Dg 演化特征,进而得到巷帮煤体Dg 集中致冲的作用机理,并结合冲击地压事故案例进行分析验证。结果表明：煤体的应力差异承受能力随着应力路径的不同而存在显著差异;围岩应力演化的目标是Dg 峰值降至极小值,围岩的破坏和屈服是Dg 驱动作用的结果;围岩内应力差异梯度Dg 随埋深增大和煤层冲击倾向性等级升高而增长,体现出明显的“上升—跌落—下降”梯度性质;Dgc 表征围岩内Dg 集中程度,Dg 升高区煤体在应力扰动作用下,满足Dgc0 ＜ D'gc ＜ k1Dgc0 时发生较稳定的变形、位移,满足k1Dgc0≤D'gc ＜[Dgc]时发生较稳定的整体失稳,满足D'gc≥[Dgc]时发生冲击地压;巷帮煤体冲击是围岩变形、破坏的一种极端演化形式;防冲机制应以弱化围岩Dg 水平为核心,以Dgc 控制为主要着力点。

关键词：应力差异梯度深部开采煤巷围岩冲击机理冲击地压

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基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法

基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：刘耀琪曹安业王常彬杨旭王强白贤栖刘涛中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 中国矿业大学江苏省矿山地震监测工程实验室江苏徐州 221116 徐州物硕信息技术有限公司江苏徐州 221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州 221116 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州 221116 山东能源集团西北矿业有限公司陕西西安 710018

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下，如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点.为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击... 详细信息

冲击地压智能监测技术迅速发展大背景下，如何利用海量微震监测信息挖掘震源破裂性状并将其应用于冲击地压的预测预警或防控是未来研究的重点与难点.为解决目前微震群破裂机制聚合规律挖掘不充分、震源机制反演技术难以直接应用于冲击地压的预测预警难题，采用理论分析、数值仿真等手段研究建立基于震源机制与定位误差校准的冲击地压危险预测方法.以内蒙古某冲击地压矿井大能量矿震事件频发2215 工作面为研究背景，总结了煤矿微震波形数量有限、噪声影响大、反演效率要求高的特点，比较分析了不同矩张量方法反演震源机制的特点及优缺点，确立了混合矩张量反演法更适用于煤矿应用场景;2215 工作面顶板破断诱发事件以拉剪以及压剪破坏为主;大能量事件发生前微震事件剪切成分占比不超过40％，顶板破断主导的微震事件走向角主要分布于3°～80°以及150°～270°，倾角主要分布于70°～90°，存在明显的集聚特征;基于煤矿常见的震源破裂机制及定位误差分析了微震事件聚合的可能性并建立了微震聚合准则，构建了基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测方法及指标;预测实例结果表明考虑震源破裂机制及定位误差后可显著增强微震异常聚合区的识别;微震数据较为完整情况下，基于震源破裂机制及定位误差校准的危险预测指标IP 阈值设置为0.7 时可实现对不同破裂类型大能量事件的准确预测.

关键词：冲击地压危险预测震源机制定位误差校准大能量事件聚合分析

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邻空巷坚硬顶板预裂爆破防冲机理及效果检验

邻空巷坚硬顶板预裂爆破防冲机理及效果检验

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：解嘉豪韩刚孙凯丁自伟郝晓琦中煤能源研究院有限责任公司陕西西安 710054 中煤冲击地压与水害防治研究中心内蒙古鄂尔多斯 017000 中天合创能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯 017000 西安科技大学能源学院陕西西安 710054

顶板预裂爆破技术是防治冲击矿压的重要手段.以鄂尔多斯地区坚硬顶板邻空侧巷道频繁发生冲击矿压为背景,建立了邻空巷侧向覆岩结构的力学模型及UDEC 数值模型,对比了顶板预裂爆破前后邻空侧向覆岩结构及应力演化特征,揭示了顶板预裂爆... 详细信息

顶板预裂爆破技术是防治冲击矿压的重要手段.以鄂尔多斯地区坚硬顶板邻空侧巷道频繁发生冲击矿压为背景,建立了邻空巷侧向覆岩结构的力学模型及UDEC 数值模型,对比了顶板预裂爆破前后邻空侧向覆岩结构及应力演化特征,揭示了顶板预裂爆破防冲机理,开展了预裂爆破防冲实践,并通过现场钻孔探查、窥视、应力监测、微震等多种手段对爆破前后邻空侧向覆岩结构、煤体应力进行了实测,得出：① 顶板预裂爆破能促使邻空侧向覆岩发生长臂“F”型→长臂“L”型→短臂“L”型结构转换,缩短了关键层悬臂长度,降低了邻空侧煤体的静载应力,促使煤体应力峰值向深部转移,同时削弱了侧向覆岩破断动载,降低冲击危险;② 爆破前后实测低位岩层破断角由57°增大到72°,悬臂长度降低了8.7 m,中高位关键层悬臂长度至少降低了6.8 m,低位岩层预裂爆破诱发中高位关键层破断,证实了邻空侧向覆岩结构发生转换;③ 爆破前后模拟计算邻空侧煤体应力峰值降幅为5.36 MPa,实测煤体应力最大降幅为5.4 MPa,微震事件能量、频次均明显降低,实测与理论数值结果相一致;④ 形成了钻孔探查、窥视、应力与微震监测等多手段结合的爆破防冲效果检验方法.

关键词：坚硬顶板邻空巷预裂爆破防冲机理效果检验

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深厚表土综放采场应力加载型冲击地压机理

深厚表土综放采场应力加载型冲击地压机理

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：张翔朱斯陶姜福兴张修峰李士栋王超刘金海陈洋周涛李佳洁朱淳北京科技大学土木与资源工程学院北京 100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京 100083 山东能源集团有限公司冲击地压防治研究中心山东济南 250014 山东能源集团有限公司冲击地压防治研究中心山东济南 250014 兖矿集团有限公司赵楼煤矿山东菏泽 274705 兖矿集团有限公司煤矿冲击地压防治研究中心山东邹城 273500 河海大学地球科学与工程学院江苏南京 211100

应力加载型冲击地压是深厚表土综放采场特有的冲击地压类型，其发生机理尚不清晰，导致煤矿面临此类型冲击地压时无法有效防治甚至发生严重事故。以山东巨野煤田赵楼煤矿3304(超前100 m)长时间(持续38 d)冲击预警为工程背景，采用相似... 详细信息

应力加载型冲击地压是深厚表土综放采场特有的冲击地压类型，其发生机理尚不清晰，导致煤矿面临此类型冲击地压时无法有效防治甚至发生严重事故。以山东巨野煤田赵楼煤矿3304(超前100 m)长时间(持续38 d)冲击预警为工程背景，采用相似材料试验、理论分析、数值模拟、现场实测等方法，研究了深厚表土综放采场应力加载型冲击地压的发生机理，得出了以下结论：由模拟试验和理论分析提出了深厚表土综放采场的覆岩空间运动特征，基于承载基岩初次破断时厚表土的成拱性和延时加载性，推导了厚表土垮落拱和压力拱的轮廓表达式，建立了深厚表土综放采场走向覆岩传递应力估算模型。揭示了深厚表土综放采场应力加载型冲击地压机理：当承载基岩达到悬露极限发生断裂回转时，厚表土层运动下沉形成土压力拱结构，其上覆巨厚表土层自重通过拱脚传递至煤层中，导致煤壁前方大范围煤层应力在短时间内大幅度持续升高，容易诱发应力加载型冲击地压。数值模拟结果表明深厚表土综放采场承载基岩断裂后，厚表土呈现由下至上渐进式破碎、垮落的运动特征，采场以岩、土接触面为界形成2 个压力拱，表土压力拱传递的表土自重导致煤壁前方大范围煤层应力高度集中。现场实测表明应力加载效应发生后采场动载释放水平较低且呈现固定位置的微震集中带，土压力拱的形成将限制表土层快速下沉，工作面位于土压力拱的支点区域进行回采工作，当工作面推过该支点加载区域后，土压力拱破坏导致采场地表整体大幅度下沉。设计并实施了深厚表土综放采场应力加载型冲击地压的防治方案，包括井下地面联合监测预警、围岩高强度钻孔弱化、显现区域支护体系补强、“监测-卸压”临界推速控制。

关键词：冲击地压深厚表土应力加载覆岩结构垮落拱压力拱

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特厚煤层巷道冲击破坏机理及全锚索支护技术

特厚煤层巷道冲击破坏机理及全锚索支护技术

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“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：高明仕徐东王海川俞鑫刘荣发中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州 221116 中国矿业大学冲击岩爆巷道支护研究中心江苏徐州 221116 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州 221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州 221116 中国矿业大学冲击岩爆巷道支护研究中心江苏徐州 221116 东京大学陕西彬长胡家河矿业有限公司陕西咸阳713600

针对特厚煤层巷道围岩冲击破坏严重等问题,基于弹性力学与冲击动力学,研究了特厚煤层巷道冲击破坏机理,揭示了顶煤破坏主控影响因素,分析了动载应力波传播过程及巷道围岩支护体系动力响应特征,确定了特厚煤层巷道围岩抗冲支护技术.研究... 详细信息

针对特厚煤层巷道围岩冲击破坏严重等问题,基于弹性力学与冲击动力学,研究了特厚煤层巷道冲击破坏机理,揭示了顶煤破坏主控影响因素,分析了动载应力波传播过程及巷道围岩支护体系动力响应特征,确定了特厚煤层巷道围岩抗冲支护技术.研究发现：巷道顶煤岩梁冲击破坏程度与围岩静载集中应力、冲击震源强度和岩梁长度成正比,与应力波传播距离、岩梁厚度及强度成反比;冲击动载应力波传播过程分为应力起始振动期、应力波动期和应力调整期;应力起始振动期巷道围岩表面质点开始振动,锚杆索出现预卸压,应力波动期巷道围岩破坏加剧,锚杆索产生一定损伤,应力调整期巷道围岩趋向于稳定,锚杆索轴力也趋向于稳定值;随着冲击动载强度增大,巷道围岩质点振动速度、位移增量和加速度呈指数关系增长;巷道围岩临界冲击能量为105 J,大于临界冲击能量,巷道围岩动力破坏加剧,锚杆索损伤增大;采用全锚索梯次让压支护技术,巷道可形成浅表深锚高预应力层与深部梯次让压协同支护层,增强巷道顶煤岩梁强度及厚度,降低锚索冲击动载损伤值,提升巷道围岩抗冲性能.工程应用表明,采用全锚索梯次让压支护技术,巷道围岩裂隙发育深度降低50.47％～55.42％,变形量降低52.89％～68.78％,锚杆索损伤降低,巷道围岩稳定性显著提升.

关键词：冲击地压全锚索支护特厚煤层冲击强度应力波

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真三轴条件下煤样冲击动力学及破坏特征实验研究

真三轴条件下煤样冲击动力学及破坏特征实验研究

引用

“冲击地压与岩石动力学前沿技术与实践”学术研讨会暨《煤炭学报》“冲击地压与岩石动力学”专题发布会

作者：沈荣喜顾周杰王恩元刘贞堂刘威王溪中国矿业大学安全工程学院江苏徐州 221116 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室江苏徐州 221116

深部煤体多处于三向不等应力状态，为了研究冲击载荷下煤样动力学特性，通过真三轴霍普金森压杆实验系统，开展煤样动态破坏力学实验。利用该系统装置可分别对煤样提供单轴(σ1≥σ2=σ3=0)、双轴(σ1≥σ2 ＞ σ3=0)和真三轴(σ1 ≥σ2... 详细信息

深部煤体多处于三向不等应力状态，为了研究冲击载荷下煤样动力学特性，通过真三轴霍普金森压杆实验系统，开展煤样动态破坏力学实验。利用该系统装置可分别对煤样提供单轴(σ1≥σ2=σ3=0)、双轴(σ1≥σ2 ＞ σ3=0)和真三轴(σ1 ≥σ2 ≥σ3 ≠ 0)预应力(其中，σ1 为轴向预应力;σ2 为竖直预应力;σ3 为水平预应力)，从而实现高应变率下煤样力学性能测试。通过对比分析单轴与真三轴静载预应力状态下煤样动态力学特征及差异性，研究了煤样动态峰值强度、峰值应变以及宏观破碎形态与三向静载预应力、应变率的关系。研究结果表明：真三轴冲击载荷下煤样力学曲线基本一致，均包含线弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段3 个阶段。单轴与真三轴冲击载荷下煤样峰值强度、应变具有明显的应变率效应，随着应变率的增加，单轴与真三轴冲击载荷下煤样峰值强度及峰值应变逐渐增大;比较单轴与真三轴冲击，三向静载预应力对煤样动态破坏具有明显的约束性，煤样的力学强度较单轴冲击时增大。保持σ2 与σ3 不变，煤样的力学峰值强度、应变随着轴向预应力σ1 的增加整体呈降低趋势。随着应变率的增加，单轴冲击载荷下的煤样逐渐破碎至颗粒或粉末状，碎块平均粒径随应变率的增加线性降低;而三向静载预应力状态下的煤样呈现宏观断裂，碎块平均粒径随轴向预应力σ1 的增加线性降低，但破坏程度相对单轴冲击较低。

关键词：真三轴 SHPB 煤应变率冲击动力学破裂

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