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冲压地压及其防治

  
评论: 更新日期:2010年12月15日

  2、能量理论

  该理论认为,当矿体与围岩系统的力学平衡状态破坏后所释放的能量大于其破坏所消耗能量时,就会发生冲击地压。刚性理论也是一种能量理论,它认为发生冲击地压的条件是:矿山结构(矿体)的刚度大于矿山负荷系(围岩)的刚度,即系统内所储存的能量大于消耗于破坏和运动的能量时,将发生冲击地压。但这种理论并未得到充分证实,即在围岩刚度大于煤体刚度的条件下也发生了冲击地压。 

  3、冲击倾向理论

  该理论认为,发生冲击地压的条件是煤体的冲击倾向度大于实验所确定的极限值。可利用一些试验或实测指标对发生冲击矿压可能程度进行估计或预测,这种指标的量度称为冲击倾向度。其条件是:介质实际的冲击倾向度大于规定的极限值。这些指标主要有:弹性变形指数、有效冲击能指数、极限刚度比、破坏速度指数等。  

  上述三种理论提出了发生冲击地压的三个准则,即强度准则、能量准则和冲击倾向度准则。其中强度准则是煤体破坏准则,能量准则和冲击倾向度准则是突然破坏准则。三个准则同时成立,才是产生冲击地压的充分必要条件。  

  4、失稳理论

  近年来,我国一些学者认为,根据岩石全应力——应变曲线,在上凸硬化阶段,煤、岩抗变形(包括裂纹和裂缝)的能力是增大的,介质是稳定的;在下凹软化阶段,由于外载超过其峰值强度,裂纹迅速传播和扩展,发生微裂纹密集而连通的现象,使其抗变形能力降低,介质是非稳定的。在非稳定的平衡状态中,一旦遇有外界微小扰动,则有可能失稳,从而在瞬间释放大量能量,发生急剧、猛烈的破坏,即冲击地压。由此,介质的强度和稳定性是发生冲击的重要条件之一。虽然有时外载未达到峰值强度,但由于煤岩的蠕变性质,在长期作用下其变形会随时间而增大,进入软化阶段。这种静疲劳现象,可以使介质处于不稳定状态。在失稳过程中系统所释放的能量可使煤岩从静态变为动态过程,即发生急剧、猛烈的破坏。 

  三、冲击地压的防治

  根据冲击地压发生的原因,可以制定防治冲击地压的措施。主要从两个方面着手,一是避免产生应力集中区或降低应力集中,既防范措施,如避免形成孤立煤柱;二是对已产生的应力集中区,想方设法如何缓慢释放集中区煤岩体内积聚的弹性潜能,既解危措施,如煤层预注水。
 

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