矿震诱发巷道冲击地压力学机制及判别准则研究

作者：朱小景; 潘一山; 齐庆新; 肖永惠^*; 李海涛

来源：采矿与安全工程学报, 2023, 1-14.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2023.0139

• 冲击地压
• 临界软化区能量
• 软化区外边界矿震波
• 能量统一能量指数
• 巷道快速收缩位移

针对目前矿震诱发巷道冲击地压机制不清晰、理论研究不完善的问题，建立了圆形巷道弹塑性软化力学模型，基于巷道围岩软化区能量和矿震波能量，提出了矿震诱发巷道冲击地压的软化区能量极值判别准则。将软化区外边界矿震波能量与临界软化区能量之比定义为统一能量指数，并作为矿震能否诱发巷道冲击地压的判别依据，当统一能量指数小于等于1时，表明没有多余能量推动软化区煤体冲向巷道内，即矿震不会诱发巷道冲击地压；当统一能量指数大于1时，表明有多余能量迫使软化区煤体冲向巷道内，即会诱发巷道冲击地压。冲击地压发生时，用巷道快速收缩位移表征冲击地压发生程度，且巷道快速收缩位移随着围岩临界软化区能量呈指数下降，随着软化区外边界矿震波能量呈线性上升。通过相似模拟试验和数值模拟，验证了理论分析的合理性和正确性。研究对于有针对性的进行巷道抗震防冲设计，科学防治矿震诱发的巷道冲击地压具有重要的理论指导意义。

• 单位
  物理学院; 辽宁大学; 煤炭科学技术研究院有限公司