组合煤岩冲击倾向性研究.pdfVIP

维普资讯 2008年第5期 大 众 科 技 No．5。2008 {总第 105期 ) DAZHONGKEJ (CumulativelyNo．105) 组合煤岩冲击倾向性研究 代君伟 ，谢耀社 (中国矿业大学矿业工程学院，江苏 徐州I221008) 【摘 要】研究顶板一煤体一底板所构成的组合煤岩体试样变形破裂规律及冲击倾向性对于预测冲击矿压具有非常重要的 实践意义。通过对组合煤岩的试验研究，得到组合煤岩试样的弹性能量指数随着煤样百分比的增加而减小，组合煤岩试样的冲 击能指数随着顶板与煤样高度比值的增加而增加，中击能指数随着煤样百分比的增加而降低，弹性能指数随着煤样百分比的增 加而呈现增加的趋势。组合煤岩试样中顶板岩样厚度越厚，中击倾向性相应越强；组合煤岩试样中煤层厚度越大，则其弹性能 指数越大。 【关键词】组合煤岩；冲击倾向性；冲击矿压；中击能量指数；弹性能量指数 【中图分类号】TD823．86 【文献标识码】A 【文章编号】1008—1151(2008)05—0098—02 反映煤岩体冲击特性的主要指标是煤的冲击倾向性，而 通过 曲线可以看出不同试样的弹塑性以及屈服过程。然 反映煤的冲击倾向性的重要指标就是冲击能量指数、弹性能 后再根据下面两个公式计算出试样的冲击能量指数、弹性能 量指数、动态破坏时间。在坚硬顶板破断或滑移失稳过程 中， 量指数 。 大量的弹性能突然释放，形成强烈震动，导致顶板煤层型 (冲 冲击能嚣指数按式 (1)计算： 击压力型)冲击矿压或项饭型 (冲击犁)冲击矿厦。因此，研究 K A／ 式 (1) “坚硬顶板——煤体——底板”所构成的组合煤岩体试样变 式中A、一峰值前积聚的变形能： 形破裂规律及冲击倾向性对于预测预报煤岩动力灾害——；}1『 A一峰值后耗损变形能： 击矿压具有非常重要的实践意义。 K：一冲击能量指数。 冲击矿压是指矿井采掘空问周崮岩体在高应力作用 卜局 弹性能量指数按式 2，3计算： 部失稳 ，弹性应变能突然释放，使煤或岩体向采掘 间抛射 WF ，／、V 式 (2) 的一种动力破坏现象。它足影响矿}lJ生产的重大灾害之…， = 式 (3) 常迫使采区或整个矿井停产，造成重大的人员伤亡和 _人的 式中 w一弹性能量指数 经济损失。 一 弹性应变能，其值为卸载 曲线下的面积； 本文主要研究了古城煤矿、济宁j号煤矿矿区的煤岩冲 一 总应变能，其值为加载 曲线下的面积 ： 击特性及冲击矿压的情况 。根据这些矿 区的冲击特性，可 以 一 塑性应变能，其值为加载曲线和卸载 曲线所包络 总结出一些‘冲击规律，根据这些特性规律来预测及防治煤矿 的面积 。 生产中的一些蘑大灾害事故。 2．冲击矿压危险性的弹性能判断依据 (一)试验试样及加载设备 如果巷道围岩的某一部分煤岩体被冲出，其内所存的弹 本次研究主要以占城矿、济三矿为对象，在这两个矿区 性能将完全释放。由于冲击地压发生的过程极短，在煤岩体 选取一些煤、岩试样，做成 50×lOOmm的标准试样后征中国 被冲出的过程中，未被冲出的煤岩体来不及对冲出的煤岩体 矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室的伺服实验室 做功，因此可以认为，产生冲击矿压所需的能量主要是冲出 进行试验。其中古城矿煤样单轴抗压强度为 21．OMPa：济_二煤 部分本身储存的能量。根据赵阳升教授提出的岩体动力破坏 矿