一个新的岩爆倾向性指标—有效冲击能指标

针对目前常用的两个岩爆倾向性指标：弹性能指数和冲击能指标在考虑岩石岩爆倾向性的不足，提出了能全面考虑岩石单轴加载过程中能量积累和耗散规律的新的岩爆倾向性指标，对于岩爆倾向性研究具有一定的理论指导意义。     

岩爆倾向性评价的弹性应变能指标法

采用“岩样-压机”系统从刚度和能量角度分析了岩爆产生的机理,解释了岩石峰值强度前弹性应变能的存储是岩石产生动力破坏的基本条件。对红透山铜矿矿石和围岩进行了单轴加卸栽实验,并在实验的基础上采用弹性应变能指标对该矿的矿体和围岩的岩爆倾向性进行了评价。结果表明,该矿矿体和围岩均具有发生弱或强烈岩爆的倾向性．     

煤岩体冲击倾向性指标评价

通过对近年来国内在煤岩体冲击倾向性方面研究的总结,并根据其研究和应用情况,对各冲击倾向性指标进行了评述。本文有地在冲击地压的研究中对煤岩体冲击倾向性指标的合理选择和冲击倾向性的判定。     

组合煤岩冲击倾向性特性试验研究

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．     

煤岩体冲击倾向性指标相关性研究

对煤岩材料进行单轴压缩实验,获得相应的冲击能量指数、弹性能量指数、动态破坏时间数据,分析了3个指标之间相关关系。研究结果表明:煤岩体的弹性能量指数与冲击能量指数之间满足正相关性,在两者数据值比较小的区间符合对数关系;动态破坏时间与冲击能量指数之间存在明显的负相关性,在动态破坏时间较小时,两指标符合乘幂关系;冲击倾向性实验中可根据拟合结果由其中某一指标值确定相关的另一指标。在其他区间内,数据的离散程度较大,相关性较差,实验中应当适当增加样本数量,提高结果的准确性。     

渣滓溪锑矿井下岩石岩爆倾向性研究

为了研究渣滓溪锑矿井下主要岩石的岩爆倾向性, 以便有针对性地采取防治措施, 采用岩体脆性指数、弹性变形能指数、冲击能指数和剩余能量指数4种岩爆倾向性判别指标, 分别研究了井下凝灰质板岩、凝灰质砂岩、石英砂岩和锑块矿4种岩石的岩爆倾向性, 结果表明, 在具备一定外力的条件下, 凝灰质砂岩无岩爆可能性, 凝灰质板岩可能发生中等岩爆, 石英砂岩肯定发生中等及以上岩爆, 锑块矿肯定发生强烈岩爆。同时结合调查区域井下岩爆的实际发生情况, 进一步论证了该结论的科学性。     

煤岩体冲击倾向性指标评价

通过对近年来国内在煤岩体冲击倾向性方面研究的总结 ,并根据其研究和应用情况 ,对各冲击倾向性指标进行了评述。本文有利于在冲击地压的研究中对煤岩体冲击倾向性指标的合理选择和冲击倾向性的判定。     

基于主成分的煤层冲击倾向性研究

针对冲击倾向性指标不能综合反映实际煤层冲击倾向性的问题,采用主成分分析,提出了能够综合反映弹性能指数、冲击能指数和动态破坏时间的第一主成分值,分析了第一主成分值与各指标之间的关系,进而给出了第一主成分值鉴定煤层冲击倾向性的临界值。以义马跃进煤矿煤层冲击倾向性试验数据为研究对象,试验结果表明:第一主成分值与冲击能指数及弹性能指数呈负相关关系,与动态破坏时间呈正相关关系,以此来综合反映煤层冲击倾向性是合理的,为义马跃进煤矿冲击危险性的鉴定提供了依据。     

冬瓜山岩爆倾向性影响因素的色关联度分析

运用灰色关联度理论,探讨了冬瓜山铜矿床岩石岩爆倾向性与其物理力学笥质之间的关系,研究表明,该矿岩石岩爆倾向性与其单轴抗压强度强烈相关。     

煤层冲击倾向性试验数据分析系统的编制与应用

煤岩冲击倾向性是煤岩的固有属性,是决定其产生冲击破坏的能力和发生冲击矿压的必要条件。以WindowsXP为开发平台,以VB6.0,Microsoft Excel 2007为开发工具,利用OLE/COM技术实现对Excel的交互,编制出煤层冲击倾向性试验数据分析系统。该系统可以快速准确地分析处理煤层冲击倾向性试验数据,从而缩短煤层冲击倾向性的鉴定周期,另外生成的图表直接保存在Excel原始数据表中,以便用户根据自己的需要进行修改。该系统可以减轻用户的工作量和工作强度,提高工作效率,具有比较大的应用价值。     

煤层冲击倾向性评价损伤指标

为提高煤层冲击倾向评价的准确性,采用理论和试验相结合的方法,研究了煤样峰值损伤因子与煤样完全破坏时的盈余能量的关系。理论和试验研究表明：煤样的峰值损伤因子与煤样完全破坏时的盈余能量呈二次多项式的关系,随着峰值损伤因子的增加,煤样完全破坏时的盈余能量降低,煤岩峰值损伤因子表征了煤样完全破坏时的盈余能量。盈余能量反映了煤体发生冲击地压的难易程度和猛烈程度,因此,可以采用单轴压缩煤样的峰值损伤因子来评价煤层的冲击倾向。根据盈余能量和煤样峰值损伤因子的大小,对煤层的冲击倾向性进行了分级。现场实践表明,相对于传统冲击倾向指标,该分级指标更贴近实际。     

冲击矿压的产生机理与岩石巷道卸压爆破影响参数

冲击地压是聚集在矿井巷道和采场周围煤岩体中的能量突然释放,并在井巷发生爆炸性事故,产生的动力将煤岩抛向巷道,造成煤岩体震动和煤岩体破坏,支架和设备损坏,人员伤亡,部分巷道跨落破坏等。该文主要阐述了冲击地压的产生机理和岩石巷道卸压爆破影响参数等问题。     

矿山井巷和采场冲击地压危险性的弹性能判据

探讨了处于弹塑性变形状态下井巷和采场围岩体弹性比能的计算方法，提出了用有限元法分析计算处于弹塑性变形状态受力煤岩体的弹性比能分布的理论与方法，以及产生冲击地压的弹性能判据.针对鲁村煤矿2217区段运输平巷的具体条件，进行了有限元计算分析,结果发现，巷道围岩中的弹性能主要储存于两帮煤壁中，煤壁中部煤体的弹性比能超过了产生动力破坏所需最小比能，顶、底板中储存的弹性能较少.计算表明,该巷道围岩不满足产生冲击地压的条件，与现场实际情况相吻合.     

用剩余能量释放速度判定煤岩冲击倾向性

在实验测试的基础上,对现行冲击倾向性指标的特点及不足进行了分析,指出煤岩冲击倾向性是一个关于能量与时间的函数,提出了新的剩余能量释放速度指数,其物理意义是指煤岩破坏过程中单位时间内释放的剩余能量,从能量与时间的角度揭示了冲击倾向性,并给出计算公式.进而指出通过改变弹性能量指数测试时的加载方式为载荷控制,同时提高煤岩破坏时AB段的采样频率即可以得到计算剩余能量释放速度指数所需要的全部参数的测试方法,并针对冲击地压矿井进行了实验研究,初步归纳出了相应的判别指标.     

基于响应能量和无响应时间的冲击危险性动态评价技术

煤岩冲击危险性评价的研究在煤矿安全生产领域引起广泛关注,已有多种静态评价方法指导现场防冲工作。一方面,对于冲击地压的致灾机理和影响因素目前尚未完全掌握;另一方面,伴随着开采活动,煤岩冲击危险性是动态变化的,因此静态评价方法不足以解决井下煤岩冲击危险性评价的问题。而基于现场监测的冲击危险性动态评价技术对于井下安全生产活动具有更强的参考性。依据统计损伤力学原理,对煤岩受载条件下的能量演化行为进行分析,发现累积能量释放速率对时间的响应具有临界敏感性,即在煤岩临近灾变时,累积能量释放速率会激增。此外,依据统计学原理,复杂系统处于正常状态(无危险性)的行为应该占据较大概率,非正常状态(有危险性) 的行为应该占据较小概率,故某一时刻系统行为偏离正常状态的程度实际上反映了其自身所处危险状态的变化。基于以上原理,初步建立了以响应能量异常系数和无响应时间异常系数为指标的冲击危险性动态评价的微震技术,对短期预警或临震预警展开尝试。最后在典型冲击地压矿井已有微震数据基础上,进行了现场验证。研究结果表明,微震累积能量释放速率可直接反映煤岩所处冲击危险状态;缺震时间频次分布规律满足正偏态分布;在此基础上构建的两个异常系数指标相互结 合能够实现对现场冲击危险性的实时连续评价;基于统计学原理,随着开采活动的进行,对冲击危险性指标的阈值进行动态修正,保证动态评价结果更为灵敏、准确,这一思想可应用于其他动态评价技术中。     

基于隶属度分析的回采面冲击地压微震能量阈值判定

针对老虎台矿83002综放工作面冲击地压频繁发生的实际情况,利用ARAMIS M/E微震系统进行长期监测,并在此基础上建立了基于隶属度分析的回采面冲击地压能量预测模型。研究结果表明:83002综放工作面微震事件满足能量-频次原则,冲击地压受地应力、上覆采空区和地质构造等多重因素的影响,具有一定的模糊性,而利用"四率法"推导出的合理微震能量判定阈值为3.01×10~5J。研究成果为充分发掘微震信息,提高冲击地压预测预警的准确率提供了技术支持和理论指导。     

冲击地压定量预测的研究

文章对冲击地压的定量预测即震级和地点的预测方法进行了研究和探讨。通过对华丰矿及大安山矿房山采区的冲击地压资料统计分析发现，冲击地压的震级和发生次数的对数具有线性关系，并可利用该关系对未来冲击地压的趋势和最大震级作出预测。对于冲击地压地点预测，提出采用材料分叉分析方法，通过对煤岩体分叉区域的演化规律研究，计算出冲击发生位置。     

冲击地压的分类研究

文章在总结以往研究成果的基础上，根据岩石的力学特性、煤岩体的受力特点、赋存条件以及地质构造情况，对采掘诱发冲击地压进行分类，为防治技术提供了研究基础。