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冲击矿压矿井工作面回采过程中的能量转换

2020-08-03黄家满

山西焦煤科技 2020年5期

黄家满

(晋城职业技术学院, 山西 晋城 048026)

冲击矿压是煤矿巷道或工作面周围的煤岩体,在一定条件下瞬时释放大量弹性应变能,导致煤岩体突然剧烈破坏的动力现象,常伴有煤岩体抛出、声响、震动以及气浪等,是煤矿的重大灾害之一。据统计,截至2015年底,我国煤矿冲击矿压矿井已达177对,冲击矿压灾害正严重威胁着煤矿的安全高效生产[1]. 冲击矿压发生的机理比较复杂,目前有代表性的主要是强度理论、刚度理论、能量理论、冲击倾向性理论等[2]. 近年来,众多学者对静载和动载叠加诱发冲击矿压展开了研究,通过对煤岩破坏过程中能量变化的分析,提出了动静载叠加诱发冲击矿压原理[3]、冲击地压启动理论[4]等,并针对不同的力源,提出从动载和静载两方面进行冲击矿压监测和治理,即分源监测、分源治理,研究成果已应用于不同类型冲击矿压的防治[5]. 冲击矿压的监测方法很多,微震监测已在我国得到广泛应用[6],但仍然存在预警准确程度不高的问题。

对于冲击矿压矿井,研究煤岩体中弹性应变能的储存与释放对于冲击矿压的监测与防治具有重要的意义。在进行开采活动前,原岩体中已储存有大量弹性应变能,开采活动破坏了原岩应力的平衡状态,在原岩应力重新分布达到新的平衡状态的同时,岩体内的能量也在发生着转换,对于工作面来说,这种转换伴随着整个回采过程,当大量弹性应变能突然释放时可能会发生冲击矿压等动力灾害。……

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