冲击地压的发生机理与防治方法
2014-10-22毛瑞彪赵阳升
山西煤炭 2014年6期
关键词:方法
毛瑞彪,赵阳升
(太原理工大学 采煤工艺研究所,太原 030024)
冲击地压是指由于工作面的开采与巷道的掘进,引起煤(岩)内局部高度的应力集中,使煤(岩)体内局部的弹性能量在时间上稳定的积累并通过易传播的路径向弱势面传递累积,在煤岩内部不断地产生软弱结构,引起煤(岩)局部的破裂、损伤、失稳与滑动,当受到某些外部扰动后,煤(岩)储存的弹性势能瞬间释放的现象。这种现象通常只能持续几秒至几十秒,过程中会产生剧烈的振动,并伴随着大量的煤(岩)块抛出,是煤矿安全生产的严重威胁[1]。
1 冲击地压的破坏机理分析
当煤(岩)体在受到开掘扰动后,在局部范围内应力状态从原始三维应力状态向二维或一维变化,由于应力状态发生改变,采掘面周围的煤(岩)体相当于经历了卸围压的过程,随着围压的降低,煤(岩)体的脆性会逐渐的显现,煤(岩)内部发生破坏岩体向碎裂结构发展,岩体内部产生次生软弱结构面,岩体内部所储存的弹性势能会通过易传播路径累积在这些弱势面上,不断加大软弱结构的范围,同时产生高度的应力集中,此时的岩体已经从原始静力平衡态过渡到了一种动力平衡状态;在岩体受到一定的外部扰动时这种动力平衡状态会瞬间破坏,释能量将煤(岩)体向自由面抛出,造成事故。
由于煤的开采使煤岩体的应力状态向单向转化,无论煤(岩)体在初始时以何种应力状态存在,破坏煤(岩)体所需消耗的能……
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