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岩石冲击破坏室内试验方法研究现状及展望

2020-06-08姚金鹏尹延春汤兴学邢明录

煤矿安全 2020年5期

姚金鹏,尹延春,2,汤兴学,邢明录

(1.山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛266590;2.北京理工大学 宇航学院,北京100081)

冲击地压是矿山等地下工程的典型动力灾害,发生频次与强度随施工深度呈急剧增加的趋势,严重威胁着矿山的正常生产与人员安全。在未来5 年乃至10 年内,冲击地压机理、预警与防治仍是矿山工程的研究焦点和亟需解决的问题。在冲击地压防治方面,国内外学者从煤岩材料物理力学性质[1-2]、灾变区域地质构造[3]、工程扰动等角度对冲击机理进行揭示[4],先后提出强度理论、冲击倾向性理论、变形失稳理论、应力控制理论、冲击启动理论[5]、动静载叠加诱冲理论[6]等,并且从不同角度划分冲击地压类型[7],包括主要由重力、构造应力和采动应力等静载高应力引发的应变型冲击地压,主要由顶板断裂或断层滑移引发的动载诱发型冲击地压[8-9]。另一方面,室内力学试验也是揭示冲击地压机理的关键技术方法,众多学者采用多种试验手段试图再现矿山岩体的冲击破坏过程[10-12],为冲击地压的机理揭示与防治提供了重要的依据。为此,介绍了常用应变型冲击室内试验及动载诱发型冲击室内试验方法,总结了岩石破坏特征测试和其冲击前兆信息监测方法,并对试验方法的研究趋势进行展望。

1 岩石应变型冲击破坏试验方法

应变型冲击地压主要指井巷或工作面周围岩体在开挖过程中,煤岩体内应力集中达到一定程度后,煤岩体内部储存的变形能瞬时释放而发生的弹射、抛出式等破坏,主要由重力、构造应力和采动应力等静载高应力作用控制[13]。……

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