基于共振效应的冲击地压机理研究

作     者：李学龙 陈绍杰 李忠辉 王恩元 翟明华 LI Xuelong;CHEN Shaojie;LI Zhonghui;WANG Enyuan;ZHAI Minghua

作者机构：山东科技大学能源与矿业工程学院矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 

出 版 物：《采矿与安全工程学报》 (Journal of Mining & Safety Engineering)

年 卷 期：2022年第39卷第3期

页      面：527-535,545页

核心收录：

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFC0604704) 国家自然科学基金项目(52104204,51774194) 泰山学者工程项目(tsqn201812067) 山东省自然科学基金项目(ZR2021QE170) 山东省重点研发计划项目(2019SDZY034-2) 

主　　题：冲击地压 地震波 共振放大 结构动力学 层裂体 

摘      要：为探究远场低频地震波对冲击地压的作用机理,采用结构动力学理论,从共振角度研究了地震波对煤岩体稳定性的影响,解释了远场震源导致冲击地压的原因。研究表明:受采动影响,远场低频地震波也会对煤岩体造成累积损伤破坏,降低其强度;越靠近巷道表面,煤岩越破碎,其固有频率越低,越易与地震波发生共振效应,造成煤岩体进一步破坏;建立了地震波对煤岩体冲击扰动失稳破坏的响应机制模型,发现扰动能量越大,参与冲击地压的煤岩体越多,释放能量越大,破坏范围也较大;扰动能量越小,参与冲击地压的煤岩体较少,释放能量越小,破坏范围也较小;冲击地压演化过程中微震波形的主频降低,幅值呈线性递增;临近冲击失稳时,煤岩破裂从小尺寸串级过渡到大尺寸串级,波形的相似度及关联性也越来越大,Hilbert瞬时能量能够更明确体现地震波的累积损伤作用,研究成果有助于深刻认识远场地震波扰动诱冲机理。