煤巖組合體動力破壞規(guī)律實驗研究.pdf

1、沖擊地壓威脅著煤礦的安全和高效生產(chǎn)。隨著開采深度的增加、開采強度不斷加大以及開采條件越來越復雜，我國煤礦發(fā)生沖擊地壓的現(xiàn)象越來越多，危害越來越大，必須及早引起重視。沖擊地壓是煤巖地層受采動影響而發(fā)生的動力災害現(xiàn)象，是煤巖體在外部應力作用下快速破裂的結果，是典型的能量突然釋放與能量耗散過程。
　　沖擊地壓一定是在能量突然釋放的驅使下發(fā)生的，既然如此，引發(fā)沖擊地壓的能量到底積聚在哪兒？對于這些積聚的能量，能否在釋放速度和強度上予以人為

2、控制，以此來避免發(fā)生沖擊地壓呢？基于上述問題，本論文從能量積聚和釋放的角度出發(fā)，開展組合巖體動力破壞規(guī)律實驗研究，目的是確定能量積聚的具體層位，從理論上提出減緩能量釋放的有效措施，從而為有針對性的防治沖擊地壓提供支撐。
　　對煤巖體及組合體沖擊破壞過程及能量轉化規(guī)律進行理論分析，結果表明，受巖石內(nèi)部裂紋及空隙不同的影響，其能量積聚能力的大小及能量耗散的方式有很大差別，材料強度、材料均質度及能量輸入率決定了煤樣能量耗散的方式；組合體

3、煤巖在沖擊破壞過程中，內(nèi)部巖石之間相互作用，不斷的進行能量的傳遞與整體的平衡自組織，其中一部分巖層對組合體的能量積聚量及能量耗散特征起主要作用。
　　對峻德礦17煤層的煤、細砂巖和粗砂巖單體進行變形破壞實驗，分析對比煤巖單體的全過程應力應變曲線，結果表明煤峰前積聚能量較低，發(fā)生破壞時消耗能量少，具有強沖擊傾向性，粗砂巖和細砂巖峰前積聚能量比煤高得多，能發(fā)生瞬間破壞，將能量大量釋放，具有中等沖擊傾向性。巖石的強度越大，極限儲能越大，

4、脆性越強，彈性能釋放的越徹底。將細砂巖、粗砂巖和煤三種巖石按照設計要求進行組合，對比分析組合試件各組分的能量儲存情況，實驗結果表明在軟硬不同的組合煤巖層中，彈性模量大的堅硬巖塊，雖不易發(fā)生變形，但儲能較小，不易積聚能量。而彈性模量較小的軟弱巖層，在能量儲存上更占優(yōu)勢，更容易積聚能量，在發(fā)生整體沖擊地壓時，起主導作用。組合煤巖體中的能量主要積聚在軟弱巖層中，軟弱巖層是能量積聚的關鍵層。組合體中硬度差別越大，沖擊效應越強。
　　研究成