基于线性储能规律和剩余弹性能指数的岩爆倾向性判据 被引量：103

1

作者 宫凤强 闫景一 李夕兵 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1993-2014,共22页

在考虑岩石加载全过程中能耗特性的基础上,提出一种基于线性储能规律和剩余弹性能指数的岩爆倾向性新判据。选用14种岩石(包括6种花岗岩、2种大理岩、4种砂岩、1种板岩、1种灰岩)进行不同应力水平下的单轴压缩一次加卸载试验,利用图形... 在考虑岩石加载全过程中能耗特性的基础上,提出一种基于线性储能规律和剩余弹性能指数的岩爆倾向性新判据。选用14种岩石(包括6种花岗岩、2种大理岩、4种砂岩、1种板岩、1种灰岩)进行不同应力水平下的单轴压缩一次加卸载试验,利用图形积分方式获得岩石试样在不同卸载点处的总输入能密度、弹性能密度、耗散能密度值,分别考察弹性能密度、耗散能密度和总输入能密度之间的定量关系,得到弹性能密度和总输入能密度之间的线性函数关系,发现储能系数(不同应力水平下弹性能密度和总输入能密度的比值)为定值的线性储能规律。在此基础上,提出一种计算岩石材料在峰值强度时储存在岩石内部弹性能的方法,改进了峰值能量冲击性指数的计算公式,进而建立一种基于剩余弹性能指数(峰前弹性能密度和峰后破坏能密度的差值)的岩爆倾向性判据。依据岩石试验破坏情况,提出基于定性指标和定量指标的室内岩石材料岩爆等级划分标准。研究结果表明,依据岩爆倾向性新判据所得判别结果和岩石材料实际岩爆倾向性等级比较一致,为从岩石材料全加载过程中能耗特性方面分析岩爆倾向性提供了一种新方法。 展开更多

关键词 岩石力学 岩爆 倾向性判据 峰值能量冲击性指数 一次加卸载试验 线性储能规律 剩余弹性能指数

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组合煤岩冲击倾向性特性试验研究 被引量：65

2

作者 窦林名 陆菜平 +2 位作者 牟宗龙 张小涛 李志华 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2006年第1期43-46,共4页

煤层的冲击矿压危险性与煤岩体的结构特征关系非常密切.研究顶板-煤体-底板所构成的组合煤岩体试样变形破裂规律及冲击倾向性对于预测冲击矿压具有非常重要的实践意义.通过对组合煤岩的试验研究,得到组合煤岩试样中顶板强度越大,强度越... 煤层的冲击矿压危险性与煤岩体的结构特征关系非常密切.研究顶板-煤体-底板所构成的组合煤岩体试样变形破裂规律及冲击倾向性对于预测冲击矿压具有非常重要的实践意义.通过对组合煤岩的试验研究,得到组合煤岩试样中顶板强度越大,强度越强;组合煤岩试样的弹性模量随着煤样百分比的增加而减小.组合煤岩试样的冲击能指数随着顶板与煤样高度比值的增加而增加;冲击能指数随着煤样百分比的增加而降低;弹性能指数随着煤样百分比的增加而呈现增加的趋势.组合煤岩试样中顶板岩样厚度越厚,冲击倾向性相应就越强;组合煤岩试样中煤层厚度越大,则其弹性能指数就越大. 展开更多

关键词 冲击矿压 组合煤岩样 冲击倾向性 冲击能指数 弹性能指数

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“三硬”煤岩组合体冲击倾向性数值分析 被引量：18

3

作者 刘刚 李连崇 +4 位作者 肖福坤 迟学海 申志亮 张峰瑞 孟鑫 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第8期198-200,204,共4页

采用RFPA2D对坚硬顶板、坚硬煤层、坚硬底板三体模型进行冲击倾向性数值试验研究。结果表明:坚硬顶板组合体峰值后突然失稳,易发生冲击地压;坚硬煤层组合体峰值前储存大量弹性能且瞬时释放,极易发生冲击地压;坚硬底板组合体峰后曲线呈... 采用RFPA2D对坚硬顶板、坚硬煤层、坚硬底板三体模型进行冲击倾向性数值试验研究。结果表明:坚硬顶板组合体峰值后突然失稳,易发生冲击地压;坚硬煤层组合体峰值前储存大量弹性能且瞬时释放,极易发生冲击地压;坚硬底板组合体峰后曲线呈现阶梯性缓慢下掉,不易发生冲击地压。组合体声发射能量释放分成3个阶段。坚硬顶板组合体和坚硬煤层组合体能量瞬时集中释放,坚硬底板组合体能量缓慢释放。虽然坚硬底板组合体释放总能量大于坚硬顶板组合体,但能量释放机制不同。 展开更多

关键词 冲击地压 煤岩组合体 冲击能量指数 声发射能量 数值试验

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煤岩组合体冲击倾向性的RFPA^(2D)数值模拟 被引量：7

4

作者 付斌 周宗红 +2 位作者 王友新 刘松 肖迎春 《煤矿机械》 2016年第5期90-93,共4页

通过对不同岩石组成的煤岩体在不同煤岩高度比例和不同组成倾角条件下的数值模拟,探讨不同因素对煤岩体冲击倾向性的影响。模拟结果表明,煤岩体中岩石强度越高,试样的强度随着岩石高度比例的增加增长得越快,组合试样的弹性模量也越高。... 通过对不同岩石组成的煤岩体在不同煤岩高度比例和不同组成倾角条件下的数值模拟,探讨不同因素对煤岩体冲击倾向性的影响。模拟结果表明,煤岩体中岩石强度越高,试样的强度随着岩石高度比例的增加增长得越快,组合试样的弹性模量也越高。煤岩体的冲击能量指数随着煤岩组合体间角度的增大而减小,并且随着倾角的增加,石灰岩煤组合体和粉砂岩煤组合体峰后塑性变形明显。 展开更多

关键词 煤岩组合体 RFPA2D 冲击倾向性 冲击能指数 声发射

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基于岩石应力应变过程曲线的岩爆能量指数法 被引量：6

5

作者 邓林 武君 吕燕 《铁道标准设计》 北大核心 2012年第7期108-111,共4页

针对岩爆的发生伴随着能量转移的特点,分析岩石在变形和破坏过程中能量变化后,提出基于岩石单轴压缩应力应变全过程曲线的岩爆能量指数法进行岩爆预测。采用泥巴山隧道流纹岩进行试验,将这种新的预测方法与现有的岩爆能量法预测指标进... 针对岩爆的发生伴随着能量转移的特点,分析岩石在变形和破坏过程中能量变化后,提出基于岩石单轴压缩应力应变全过程曲线的岩爆能量指数法进行岩爆预测。采用泥巴山隧道流纹岩进行试验,将这种新的预测方法与现有的岩爆能量法预测指标进行对比分析,结合泥巴山隧道开挖过程中岩爆发生的实录资料分析,得出该方法可以较好地预测岩爆,并给出了这种新指标的初步建议。 展开更多

关键词 应力应变 岩爆 能量法 能量指数法

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巷道冲击地压软化区能量极值判别准则及试验研究 被引量：5

6

作者 朱小景 潘一山 +3 位作者 李祁 王爱文 王凯兴 陈建强 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期975-982,共8页

为了解决目前巷道冲击地压理论研究对于能量分析的不完善,对冲击地压危险性判别难以定量化的问题,基于弹塑性力学理论,建立了圆形巷道弹塑性软化力学模型,得到了圆形巷道发生冲击地压的围岩软化区能量解析解;提出了巷道冲击地压发生的... 为了解决目前巷道冲击地压理论研究对于能量分析的不完善,对冲击地压危险性判别难以定量化的问题,基于弹塑性力学理论,建立了圆形巷道弹塑性软化力学模型,得到了圆形巷道发生冲击地压的围岩软化区能量解析解;提出了巷道冲击地压发生的软化区能量极值判别准则,给出了巷道冲击地压发生的临界软化区能量、临界软化区半径、临界巷道收缩位移及临界巷道收缩率;提出了冲击倾向性能量指数.通过室内相似模拟试验对理论结果进行了验证,试验所得临界巷道收缩率、临界软化区能量的值与理论解析解吻合,变形模量指数变化趋势及巷道破坏情况与理论推导得到的规律一致.结果表明:巷道冲击地压发生存在临界软化区能量、临界软化区半径、临界巷道收缩位移及临界巷道收缩率;变形模量指数越大,冲击倾向性能量指数越小,临界软化区能量越小,越容易发生冲击地压;通过降低变形模量指数来提高冲击倾向性能量指数是防治冲击地压的必要前提. 展开更多

关键词 冲击地压 软化区能量 巷道收缩位移 巷道收缩率 变形模量指数 冲击倾向性能量指数

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龙家堡2#煤层冲击倾向性试验研究 被引量：4

7

作者 孙全金 《山西焦煤科技》 2010年第3期23-26,共4页

冲击地压以其突发性、破坏性严重威胁着煤矿的安全生产,及时预测对保障矿井安全生产非常重要。煤岩冲击倾向性研究是冲击地压预测预报及防范治理的基础。采用试验测得的冲击能量指数KE,弹性能量指数WET、动态破坏时间DT作为煤层冲击倾... 冲击地压以其突发性、破坏性严重威胁着煤矿的安全生产,及时预测对保障矿井安全生产非常重要。煤岩冲击倾向性研究是冲击地压预测预报及防范治理的基础。采用试验测得的冲击能量指数KE,弹性能量指数WET、动态破坏时间DT作为煤层冲击倾向性的分类指标。本文通过实验室测试龙家堡2#煤层各项指标,确定了其冲击倾向性等级,提出了合理建议。 展开更多

关键词 冲击地压 冲击倾向性 冲击能量指数 弹性能量指数 动态破坏时间 试验研究

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基于能级-频度分析的微震能量预警指标优化 被引量：4

8

作者 解嘉豪 张有志 +3 位作者 张寅 丁国利 石超弘 姚锐 《煤炭工程》 北大核心 2021年第10期67-72,共6页

单个事件能量、日总能量是矿井最常用的两个微震预警指标,但其初始值设置往往不够准确,需结合大量监测数据进行优化。以葫芦素21103工作面的实际监测数据为基础,对初始指标的预警效能进行了分析,分析表明:单个事件能量的强冲击危险指标... 单个事件能量、日总能量是矿井最常用的两个微震预警指标,但其初始值设置往往不够准确,需结合大量监测数据进行优化。以葫芦素21103工作面的实际监测数据为基础,对初始指标的预警效能进行了分析,分析表明:单个事件能量的强冲击危险指标、日总能量的中等及强冲击危险指标初设不合理。进一步发展了基于能级-频度分析进行微震预警指标优化的方法:首先研究了矿井尺度下微震事件的能级-频度曲线,并将其划分为指数分布段、线性分布段和离散分布段;然后,取线性分布段末两次偏移点的能级作为矿井中等与强冲击危险的预警指标,取斜率偏移点的能级作为弱冲击危险的预警指标;最后,对基于统计数据划分的日总能量指标的能级-频度合理性进行检验。最终得到的新预警指标预警准确率明显提高,对4起大能量事件的预警基本准确。 展开更多

关键词 微震监测 冲击地压 能级-频度分析 微震预警 日总能量 指标优化

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关于组合煤岩试件冲击倾向性国家标准的讨论 被引量：4

9

作者 杜学领 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2020年第10期229-235,242,共8页

冲击倾向性问题一直是冲击地压研究中的热点问题之一。国家推荐GB/T 25217.3—2019标准对煤岩组合试件冲击倾向性分级评价进行了规范,该标准于2020年开始实施。针对该标准的内容,采用文献回溯法,重点对中文文献中与此相关的文献进行汇... 冲击倾向性问题一直是冲击地压研究中的热点问题之一。国家推荐GB/T 25217.3—2019标准对煤岩组合试件冲击倾向性分级评价进行了规范,该标准于2020年开始实施。针对该标准的内容,采用文献回溯法,重点对中文文献中与此相关的文献进行汇总分析。调研认为:目前煤岩组合体冲击倾向性实验研究的数量相对较少,基于该标准所提出的剩余能量指数法评价煤岩组合体冲击倾向性尚不具备大量实验数据支撑条件,且该标准在试样采集、试件组合方式、剩余能量指数测定等方面还存在一些问题需要进一步深入研究,其关于冲击倾向性的分级标准有过于宽泛和不够精准之嫌。有鉴于此,认为该标准作为国家推荐标准投入实施的时机尚不成熟。 展开更多

关键词 冲击倾向性 组合煤岩体 冲击地压 国家标准 剩余能量指数 文献综述

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润东煤矿3^(#)煤层及顶底板冲击倾向性研究

10

作者 庞彩龙 武东雷 范泽军 《山东煤炭科技》 2023年第6期155-157,共3页

冲击地压事故是煤矿生产中的重大灾害事故之一,为了预防润东煤矿冲击地压事故,对润东矿井3^(#)煤层及顶底板岩层进行冲击地压危险性测试。根据冲击倾向性判别指标综合判定3^(#)煤层无冲击倾向性。根据3^(#)煤顶板和底板岩层的弯曲能量... 冲击地压事故是煤矿生产中的重大灾害事故之一,为了预防润东煤矿冲击地压事故,对润东矿井3^(#)煤层及顶底板岩层进行冲击地压危险性测试。根据冲击倾向性判别指标综合判定3^(#)煤层无冲击倾向性。根据3^(#)煤顶板和底板岩层的弯曲能量指数小于15 kJ,判定3^(#)煤顶底板无冲击倾向性。测试结果为润东矿井绿色高效安全生产提供技术保障。 展开更多

关键词 冲击地压 冲击倾向性 顶底板 弯曲能量指数

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基于实际冲击能量指数(W)的岩爆预测技术研究 被引量：2

11

作者 饶运章 李雪珍 《黄金科学技术》 CSCD 2015年第4期63-67,共5页

岩爆是深井矿山开采过程中常见的一种地质灾害。岩爆的发生不仅威胁到井下人员、设备和材料的安全,还会破坏地下采场结构。为了预防岩爆的危害,可从岩爆的倾向性、发生强度及位置进行研究。在分析岩石冲击能量指数(WCF)和弹性变形能指数... 岩爆是深井矿山开采过程中常见的一种地质灾害。岩爆的发生不仅威胁到井下人员、设备和材料的安全,还会破坏地下采场结构。为了预防岩爆的危害,可从岩爆的倾向性、发生强度及位置进行研究。在分析岩石冲击能量指数(WCF)和弹性变形能指数(WET)的基础上,发现WCF存在夸大实际岩体中存储的弹性变形能的问题,因此提出实际冲击能量指数(W)。构建以实际冲击能量指数(W)为主,弹性变形能指数(WET)和岩石脆性指数(K)为辅的爆脱型岩爆预测新技术,将其运用于冬瓜山铜矿的矿井岩爆预测,所得预测结果证明实际冲击能量指数(W)比岩石冲击能量指数(WCF)能更好地预测矿山的岩爆问题,预测效果更加真实、可靠,表明构建的岩爆预测新技术有效。 展开更多

关键词 岩爆预测技术 实际冲击能量指数 弹性变形能指数 岩石脆性指数

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煤岩冲击倾向性预测 被引量：3

12

作者 王玉和 赵亚洲 彭祥超 《煤炭技术》 北大核心 2017年第10期122-124,共3页

研究发现引发冲击地压的因素分为内外2个因素,其中煤岩的冲击倾向性属于内在因素,也是引发冲击地压的主要原因。主要介绍某煤矿13煤层及其顶底板岩层的冲击倾向性测定和评估。为该矿今后对冲击地压预测、防治提供必要的科学依据。

关键词 冲击倾向性 冲击能量指数 动态破坏时间

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基于能量密度相似性的多煤层冲击危险性评价方法 被引量：2

13

作者 李兵 沈威 +3 位作者 罗武贤 朱金标 朱彦飞 刘汉磊 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第2期208-213,共6页

针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结... 针对张双楼煤矿西一采区多煤层开采的冲击危险性预测问题,根据地质演化原理,提出了利用上煤层开采数据预测下煤层冲击危险性的方法。首先建立由上煤层的能量密度确定的冲击危险性评价指标,运用该指标预测下煤层的冲击危险区;然后利用结构相似性指数对该预测方法的可行性进行定量评价。研究表明:运用所建立的指标确定的下煤层强冲击危险区域和下煤层开采过程监测的强冲击危险区相似度达到0.858 1;下层煤开采产生的强矿震(大于105 J)和冲击破坏区基本位于指标所确定的强冲击危险区。实践证明所建立的冲击危险性评价指标可有效的预测下煤层强冲击危险区域,提高了多煤层开采冲击矿压预测的准确率。 展开更多

关键词 多层煤 冲击矿压 危险评价 能量密度指数 结构相似性指数 定量评价

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千秋煤矿煤样浸水软化实验及其防冲效果分析 被引量：2

14

作者 李宝富 任永康 +1 位作者 齐利伟 常垒 《中国煤炭》 北大核心 2011年第7期98-101,共4页

为提高千秋煤矿2#煤层注水防冲效果,对煤样进行浸水软化试验以确定煤层超前注水的最佳时间,并对煤样浸水前后的冲击性能进行分析。实验结果表明,煤样浸水周期为14 d时软化效果最佳,且煤样冲击能量指数比浸水前明显减小。

关键词 煤层注水 浸水软化 冲击地压 冲击能量指数

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确定弹性应变能指标的岩样卸载点的声发射方法 被引量：1

15

作者 毛建喜 李庶林 +2 位作者 林朝阳 黄玉仁 胡静云 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期1477-1484,共8页

弹性应变能指标方法是岩爆倾向性评判中应用最多的一种方法,但该方法的一个技术难题是在实验中难以确定卸载点。在武夷山隧道工程的岩爆倾向性评价的室内试验中结合岩石的声发射监测技术,试图解决这个难题,并利用弹性应变能指标法对该... 弹性应变能指标方法是岩爆倾向性评判中应用最多的一种方法,但该方法的一个技术难题是在实验中难以确定卸载点。在武夷山隧道工程的岩爆倾向性评价的室内试验中结合岩石的声发射监测技术,试图解决这个难题,并利用弹性应变能指标法对该隧道的岩爆倾向性进行了评价。试验研究结果表明,采用声发射监测技术并利用岩石峰值破坏前声发射突增的特性,可以较好地控制初次加载达到岩石峰值强度的80%以上,且在岩石不发生破坏的情况下及时卸载,从而能很好地满足弹性应变能指标法对岩石加卸载条件的要求,提高了测试结果的可靠性。同时,本实验得出该隧道具有发生中等岩爆的倾向性的结论。 展开更多

关键词 岩爆倾向性 声发射 应变能储存指标

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大岩湾高速铁路隧道岩爆综合分析预测 被引量：6

16

作者 李波 代云云 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第4期278-283,共6页

针对沪昆高速铁路大岩湾隧道埋深大、岩性脆而坚硬的特点,选取隧道典型断面进行了水压致裂地应力原位测试,获得了实测深度范围内地应力的大小和方向。为对隧道全线进行岩爆预测预警,在地应力测试的基础上,采用弹性应变能指数法、应力强... 针对沪昆高速铁路大岩湾隧道埋深大、岩性脆而坚硬的特点,选取隧道典型断面进行了水压致裂地应力原位测试,获得了实测深度范围内地应力的大小和方向。为对隧道全线进行岩爆预测预警,在地应力测试的基础上,采用弹性应变能指数法、应力强度比法、有限元反演法对隧道岩爆进行分析。最后,以大岩湾隧道地应力条件、岩性特征、围岩结构特征、地下水条件四个方面为基本条件,对隧道岩爆进行了综合分析预测。结果表明:该综合预测方法的准确度较以往单一的岩爆预测方法有了很大提高,对隧道岩爆预测预警有很好的实际指导意义。 展开更多

关键词 岩爆预测 地应力测试 弹性应变能指数 应力强度比 有限元反演

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矿井冲击危险性影响因素及其评价模型 被引量：1

17

作者 李宝富 刘永磊 《中国地质灾害与防治学报》 CSCD 2015年第2期137-141,共5页

煤岩体冲击倾向性和矿井冲击危险性研究是煤矿灾害防治领域重要研究课题之一。本文综合考虑煤岩体变形过程中的能量效应和时间效应,提出了有效冲击能量释放速度指数(WDT)的煤岩体冲击倾向性指标,在此基础上,利用多元统计分析方法,考虑... 煤岩体冲击倾向性和矿井冲击危险性研究是煤矿灾害防治领域重要研究课题之一。本文综合考虑煤岩体变形过程中的能量效应和时间效应,提出了有效冲击能量释放速度指数(WDT)的煤岩体冲击倾向性指标,在此基础上,利用多元统计分析方法,考虑有效冲击能量释放速度指数WDT和煤层埋深H、上覆厚硬岩层影响系数K、应力集中系数λ四个因素,建立了矿井冲击危险性评价数学模型Wij(X),数学模型把矿井冲击危险性分为强冲击、中等冲击和弱冲击3个危险等级。通过样品回判和待判样品判别结果验证了该数学模型的准确性和可操作性,研究结果可为相关决策人员提供技术指导和理论依据。 展开更多

关键词 冲击地压 有效冲击能量释放速度指数 多元统计分析 数学模型

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冲击矿压巷道支护能量校核设计法 被引量：27

18

作者 鞠文君 《煤矿开采》 北大核心 2011年第3期81-83,共3页

基于冲击矿压能量理论提出了冲击矿压巷道能量校核设计法:首先采用现代先进巷道设计方法进行巷道初步设计,再以巷道支护系统的变形能是否足以消耗巷道围岩破坏过程中释放的剩余能量作为判据,对冲击矿压巷道支护设计进行校核。其设计程序... 基于冲击矿压能量理论提出了冲击矿压巷道能量校核设计法:首先采用现代先进巷道设计方法进行巷道初步设计,再以巷道支护系统的变形能是否足以消耗巷道围岩破坏过程中释放的剩余能量作为判据,对冲击矿压巷道支护设计进行校核。其设计程序为:巷道冲击危险性评价;计算剩余能量;提出初步设计;支护系统吸能校核。计算得出了我国煤矿锚杆支护主要构件吸能指数,给出了能量校核设计法应用实例。 展开更多

关键词 冲击矿压 巷道支护 设计方法 吸能指数 能量校核

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煤岩物理力学性质与冲击倾向性关系 被引量：22

19

作者 李宏艳 《煤矿开采》 北大核心 2011年第3期43-46,55,共5页

冲击倾向性是煤岩介质的固有属性,是发生冲击矿压的必要条件,物理力学参数表征煤岩介质的性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学性质中吸水性、强度参数、变形参数与冲击倾向性之间的定量或定性关... 冲击倾向性是煤岩介质的固有属性,是发生冲击矿压的必要条件,物理力学参数表征煤岩介质的性质,基于大量煤岩介质物理力学参数数据及冲击倾向性结果,分析了煤岩物理力学性质中吸水性、强度参数、变形参数与冲击倾向性之间的定量或定性关系。试验研究及理论分析结果表明,随着煤岩介质吸水性增强,其动态破坏时间越长,冲击能量指数越低,冲击倾向性程度越低;煤岩介质随着单轴抗压强度的增强,受载过程中积蓄的弹性应变能增大而耗散的永久变形能减少,冲击倾向性增加;弹性模量大于9GPa时,冲击倾向性类别只为强冲击。 展开更多

关键词 冲击倾向性 物理力学参数 动态破坏时间 冲击能量指数 弹性能量指数

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