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  • ISSN:0253-9993
  • CN: 11-2190/TD

《煤炭学报》

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冲击地压预测的煤岩变形局部化方法

作者(Author):

  • 潘一山
  • 宋义敏
  • 朱晨利
  • 任 何
  • 许海亮

作者单位:

  • 辽宁大学 灾害岩体力学研究所
  • 北方工业大学 土木工程学院
  • 东北大学 深部金属矿山安全开采教育部重点实验室

关键词:

  • 冲击地压
  • 预测预报
  • 变形局部化
  • 空间聚集性
  • 空间尺度显著性
  • 摘要
  • 论文图表
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  • 引用格式

冲击地压预测是冲击地压防治的前提和基础是冲击地压研究中的一个重要内容针对目 前冲击地压前兆和冲击地压孕育过程之间内在的本质联系不清问题从煤岩变形破坏的固有特征 及冲击地压的失稳问题本质出发借鉴经典力学中的能量原理提出了以煤岩变形局部化为前兆的 冲击地压预测方法。 根据虚位移原理和稳定性理论推导并得到了冲击地压发生临界条件和煤岩 变形局部化发生条件分析煤岩变形局部化与冲击地压内在联系。 采用梯度塑性理论通过引入内 部长度参数构建煤岩变形局部化模型分析了变形局部化带宽带的影响因素。 给出了测量内部长 度参数的实验方法对变形破坏向某一区域集中且集中区具有一定尺度的现象进行理论解析。 根 据变形局部化的时空演化特点引入描述变形局部化的空间聚集性梯度显著性和曲率显著性指 标从 时间演化属性和结构演化属性对变形局部化状态进行识别。 对变形局部化预测方法 进行初步的应用研究分别采用实验的声发射数据和现场的微震数据预测煤岩试件破坏区域和煤 矿冲击地压危险区域。 研究表明:煤岩变形局部化开始条件和冲击地压发生的临界条件相同即冲 击地压孕育演化过程和煤岩变形局部化的过程具有一致性;煤岩变形局部化带宽度与材料内部长 度参数和煤岩冲击能指数有关随着材料内部长度增大变形局部化带宽度线性增大随着煤岩冲 击能指数增大变形局部化带宽度非线性减小;根据实验和现场初步应用结果表明空间聚集性梯 度显著性和曲率显著性指标能够描述和追踪变形局部化时空演化特征变形局部化预测冲击地压 危险区域方法具有可行性


潘一山,宋义敏,朱晨利,等.冲击地压预测的煤岩变形局部化方法[J].煤炭学报,2023,48(1):185-198.
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