组合煤岩的强度弱化减冲原理及其应用

《组合煤岩的强度弱化减冲原理及其应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、薀袇肀蒄螂蚀肆蒃蒂羆羂蒂薄螈芀蒁蚇羄膆蒀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅蚃羁膃膄莃螃腿膃薅聿肅膂蚈袂羁膁螀蚄艿膁蒀袀膅膀薂蚃肁艿蚄袈羇芈莄蚁袃芇薆袇节芆蚈蝿膈芆螁羅肄芅蒀螈羀芄薃羃袆芃蚅螆膅莂莅羁肁莁蒇螄羇莀虿羀羃莀螂袃芁荿蒁蚅膇莈薄袁肃莇蚆蚄罿蒆莆衿袅蒅蒈蚂膄蒄薀袇肀蒄螂蚀肆蒃蒂羆羂蒂薄螈芀蒁蚇羄膆蒀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅蚃羁膃膄莃螃腿膃薅聿肅膂蚈袂羁膁螀蚄艿膁蒀袀膅膀薂蚃肁艿蚄袈羇芈莄蚁袃芇薆袇节芆蚈蝿膈芆螁羅肄芅蒀螈羀芄薃羃袆芃蚅螆膅莂莅羁肁莁蒇螄羇莀虿羀羃莀螂袃芁荿蒁蚅膇莈薄袁肃莇蚆蚄罿蒆莆衿袅蒅蒈蚂膄蒄薀袇肀蒄螂蚀肆蒃蒂羆羂蒂薄螈芀蒁蚇羄膆蒀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅

2、蚃羁膃膄莃螃腿膃薅聿肅膂蚈袂羁膁螀蚄艿膁蒀袀膅膀薂蚃肁艿蚄袈羇芈莄蚁袃芇薆袇节芆蚈蝿膈芆螁羅肄芅蒀螈羀芄薃羃袆芃蚅螆膅莂莅羁肁莁蒇螄羇莀虿羀羃莀螂袃芁荿蒁蚅膇莈薄袁肃莇蚆蚄罿蒆莆衿袅蒅蒈蚂膄蒄薀袇肀蒄螂蚀肆蒃蒂羆羂蒂薄螈芀蒁蚇羄膆蒀蝿螇肂蕿葿羂羈膆薁螅袄膅蚃羁膃附件2论文中英文摘要作者姓名：陆菜平论文题目：组合煤岩的强度弱化减冲原理及其应用作者简介：陆菜平，男，1978年11月出生，2004年9月师从于中国矿业大学窦林名教授，于2008年6月获博士学位。中文摘要针对我国深部煤炭资源开采防治冲击矿压等煤岩动力灾害的实际需求，开展组合煤岩的强度弱化减冲原理及其应用研究具有十

3、分重要的意义。针对目前国内外对于冲击矿压等煤岩动力灾害的防治研究缺乏理论依据，以及预测手段单一、预报准确率低等不足，本文从实验方法和监测手段上进行了改进，强调冲击倾向性与煤岩体的物理力学参数、声发射与电磁辐射以及微震信号特征参数之间的关联，着重建立组合煤岩的强度弱化减冲原理及其模型以及多参量的检验技术。借助MTS815电液伺服材料试验机、Disp-24声电测试系统以及TDS-6微震系统实验研究了组合煤岩试样受载变形破坏的冲击效应及其过程，通过不同强度以及厚度的“顶板-煤层-底板”的组合方式，获得了组合煤岩的冲击倾向性指数与煤岩物理力学特性参数之间的关系，首次揭示了组合煤

4、岩冲击破坏前兆的声电以及微震效应，特别是冲击破坏之前，微震表现为低频成份增多，频谱向低频段移动，主频分布于50～100Hz，这是以往实验研究中没有观察到的低频前兆现象。为此，本文分别从组合煤岩冲击倾向性与冲能的关键影响因素、变形破坏过程中的声电以及微震效应进行了系统研究，进一步揭示了组合煤岩冲击强度变化的机制。并且发现冲击震动波能量、顶板的强度及其厚度、煤体的强度越高，则巷道冲击破坏的强度越强。基于这些研究，本文提出并建立了组合煤岩的强度弱化减冲原理及其模型，并进行了现场工程实践验证，结果表明该原理能够进一步提高冲击矿压防治的有效率。研究取得如下新的认识和结果：(1)实

5、验研究了组合煤岩的冲击倾向性与煤岩体物理力学参数之间的变化规律，揭示了组合煤岩的冲击倾向性与声电以及微震信号特征参数之间的相关关系，尤其是冲击破坏前兆的声电以及微震效应，特别是试样冲击破坏之前，微震信号的主频谱向低频段移动，且振幅开始急剧增加可以作为煤岩体冲击破坏的一个前兆信息。随着组合煤岩试样中煤样强度的增加，则冲击能和弹性能指数随之增加，且呈线性回归关系。顶板强度越高，试样变形破坏越猛烈，且呈脆性爆炸式破坏，声发射信号的强度相对集中且越高。当顶板与煤层的厚度比值大于0.75时，顶板厚度越大，冲击能指数越高，试样的冲击倾向性越强。组合试样中煤样及顶板岩样的强度越高，则

6、变形破裂产生的声发射与电磁辐射信号越强。尤其顶板岩样高度比例越高，则变形破裂的声发射信号相对较强。组合试样冲击破坏之前，声发射与电磁辐射信号强度的增幅与载荷的增幅呈正相关，冲击破坏前兆，声发射与电磁辐射信号强度突然增加至最大值，之后，产生突降。实验发现组合煤岩试样冲击破坏前兆微震信号的低频成份急剧7增加，主频分布在50～100Hz。而主震信号的高频成份明显增多，振幅达到极值，中心频率较高，主频分布在20～300Hz，其中较低频成份为组合试样冲击破坏产生的宏观裂纹所致。这一发现为利用声发射、电磁辐射，特别是微震监测系统组成的多参量预测冲击矿压提供了判定准则。备注：相关研究

7、成果已发表于2005年《岩土工程学报》第27卷第7期；2007年《岩石力学与工程学报》第26卷第12期；2008年《岩石力学与工程学报》第27卷第3期以及即将2010年发表在《地球物理学报》（SCI源刊）上。(2)提出并建立了组合煤岩的强度弱化减冲原理及其模型。即弱化顶底板的强度与整体性厚度、煤体的强度就可以降低煤岩体的冲击倾向性和冲能，提高吸收外界震动波能量的能力，同时降低了煤岩体的应力集中程度，实现了冲击矿压的强度弱化。该原理为指导煤矿冲击矿压的动态防治提供了重要的理论依据。数值模拟研究发现巷道顶板的变形破坏随着冲击震动波的能量、顶板