構造應力型沖擊地壓發(fā)生條件研究.pdf

1、該文以礦井構造應力型沖擊顯現(xiàn)為背景,綜合采用實驗室試驗、現(xiàn)場測試、理論分析及數(shù)值模擬等研究方法,建立了力學模型,模擬了沖擊顯現(xiàn)過程,對構造應力型沖擊的發(fā)生條件進行了深入的研究,建立了預測沖擊的判據(jù),并用于預測未開采區(qū)的沖擊危險.該文所做的研究工作如下:1.通過鉆孔沖擊物理試驗,研究了鉆孔沖擊的臨界壓力,以及鉆孔沖擊的條件;通過數(shù)值模擬,與物理試驗相同的試驗結果相驗證,并揭示了鉆孔沖擊時卸載的應力降以及能量釋放特征.2.利用數(shù)值模擬方法研

2、究了在損傷狀態(tài)下支承壓力的分布及變化規(guī)律以及支承壓力隨開采深度、煤層性質(zhì)(強度及彈模)和厚度、上覆巖層的性質(zhì)的變化而變化的規(guī)律.3.以次生應力的實測及監(jiān)測結果為基礎,模擬研究了在構造應力作用下不同尺寸煤柱中的煤層及巖層中的應力分布,進而建立了模擬沖擊發(fā)生的加載條件的力學模型.4.用數(shù)值模擬方法模擬構造應力作用下底板沖擊地壓顯現(xiàn),并揭示了數(shù)值模擬沖擊顯現(xiàn)所具有的特征并提出判定沖擊的原則.5.研究側(cè)壓系數(shù)對構造型沖擊發(fā)生條件的影響,提出了臨

3、界水平主應力的概念,分析了臨界水平主應力隨側(cè)壓系數(shù)的變化而變化的規(guī)律,以及臨界水平主應力對沖擊地壓發(fā)生的影響.6.分析在不同厚度硬軟煤巖層組合條件下構造應力型沖擊發(fā)生的條件,提出了底板結構系數(shù)的概念以及底板煤巖組合沖擊理論,并闡述了該理論的基本內(nèi)容.7.通過綜合分析現(xiàn)場沖擊發(fā)生條件以及構造應力型沖擊發(fā)生的條件的模擬計算結果,首次提出構造應力型沖擊發(fā)生條件的兩個判據(jù):巷道方位或回采工作面方位與最大水平主應力方位兩者的夾角α≥70.;滿足最