(31)--7.2 冲击地压发生机理.pptVIP

GroundPressureandStrataControl矿山压力与岩层控制*冲击地压发生原因及影响因素冲击地压发生理论主要内容：冲击地压发生机理主要内容：冲击地压发生机理*1冲击地压发生原因及影响因素强度比较高的煤（岩）层，受构造运动和开采形成的高度应力集中是冲击地压发生的根本原因。若不采取释放应力和能量措施，在高应力集中部位进行采掘工程，冲击地压将发生。影响因素（1）地质因素主要包括开采深度、地质构造、煤岩结构和力学特性等。（2）开采技术因素任何造成应力集中的因素，如开采程序不合理、留设煤柱、相邻两层开采错距不合适等，均对防治冲击地压不利。从防冲的角度，壁式开采优于柱式开采，旱采优于水采，直线工作面优于曲线工作面，垮落法优于充填法。煤柱和开采边界是应力集中的主要地点，应尽量避免和减少这些因素的影响。发生原因冲击地压发生机理*2冲击地压发生理论2.1刚度理论矿山结构刚度大于矿山负荷系统刚度是产生冲击地压的必要条件。峰值强度后试件刚度大于压力机刚度，储存在压力机-岩石系统的能量大于峰值强度后试件所做的功，试件将发生猛烈破坏，即发生冲击地压。试件试验机煤柱围岩压力试验机出现PetukhovCookDiest岩石试件在刚度较小的柔性试验机上的动态破坏，可以用来描述冲击地压。冲击地压发生机理*2.2强度理论冲击地压发生的应力条件：即矿山压力大于煤体-围岩力学系统的综合强度。图1强度理论示意图较坚硬的顶底板可将煤体夹紧，使煤体更加压实，承受更高的压力，积蓄较多的弹性能。高压带和弹性能积聚区位于煤壁附近。强度理论较好的揭示了煤体-围岩力学系统的极限平衡条件，解释了冲击地压的一些现象，具有简单、直观和便于应用的特点，但对冲击地压动力学特征的描述不够，特别是对采场周围煤岩体经常出现局部应力超过其强度极限的现象，但并没有发生冲击地压，这说明强度理论提出的判据不够充分。冲击地压发生机理*2.3能量理论矿体-围岩系统在其力学平衡状态失稳所释放的能量大于所消耗的能量时发生冲击地压。WE—围岩系统储存变形能；α—围岩系统能量释放有效系数；Ws—煤体储存变形能；β—煤体能量释放有效系数；WD—消耗于煤体围岩交界处和煤体破坏阻力的能量。冲击判据能量理论把煤岩体看成纯弹性的，不符合冲击地压是煤岩体破坏的事实。该理论没有说明平衡状态的性状及其破坏条件，特别是围岩能量释放的条件，缺乏必要的判据和条件。冲击地压发生机理*2.4冲击倾向性理论煤层岩层冲击倾向性动态破坏时间DT/ms（相同）冲击能量指数KE（相同）弹性能量指数WET（变化）单轴抗压强度RC/Mpa（新增）弯曲能量指数UWQ（变化）强≤50≥5.0≥5.0≥14120（≥100）弱50~1005.0~1.55.0~1.5（5~2）14~715~120（10~100）无＞500＜1.5＜1.5（＜2）＜7≤15（≤10）中华人民共和国国家标准《煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法》（GB/T25217.2-2010）中华人民共和国国家标准《顶板岩层冲击倾向性分类及指数的测定方法》（GB/T25217.1-2010）现行标准冲击地压发生机理*1—下承压板；2—球形座；3—载荷传感器；4—试件；5—上承压板；6—应变仪；7—数据采集处理系统。冲击地压发生机理*1-下承压板；2-球形座；3-载荷传感器；4-试件；5-上承压板；6-位移传感器；7-磁力表架；8-数据采集处理系统；9-动态电阻应变仪。冲击地压发生机理*1-上承压板；2-试件；3-球形座；4-载荷传感器；5-下承压板；6—磁力表架；7—位移传感器；8—数据采集处理系统；9—输出终端。冲击地压发生机理*UWQi：第i层顶板弯曲能量指数；n：顶板分层数，复合顶板厚度一般取至煤层上顶板30m。当n+1层对第1层的载荷小于第n层对第1层的载荷时，计算终止，取第n层的计算结果。UWQ：顶板弯曲能量指数；Rt：岩石试件抗拉强度；h：顶板厚度；E：岩石试件弹性模量。冲击地压发生机理*冲击倾向性其它指标类别Ⅰ类无冲击危险Ⅱ类弱冲击危险Ⅲ类强冲击危险冲击能量速度指数WST/s-1WST＜33≤WST＜100W