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煤岩冲击倾向性指标试验研究进展

地下空间与工程学报 2015年第S2期11卷 401-407页

作者：宋朝阳纪洪广孙利辉北京科技大学土木与环境工程学院北京100083 河北工程大学资源学院河北省煤炭矿井建设工程技术研究中心河北邯郸056038

系统地总结了煤岩冲击倾向性研究新进展,主要内容包括:煤岩冲击倾向性的概念、冲击倾向指标的建立及其物理意义、冲击倾向性指标的宏细观研究、煤岩组合模型的冲击倾向性、煤岩水理特性对煤岩冲击倾向性的影响、不同冲击倾向性煤岩的声... 详细信息

系统地总结了煤岩冲击倾向性研究新进展,主要内容包括:煤岩冲击倾向性的概念、冲击倾向指标的建立及其物理意义、冲击倾向性指标的宏细观研究、煤岩组合模型的冲击倾向性、煤岩水理特性对煤岩冲击倾向性的影响、不同冲击倾向性煤岩的声热电磁波效应的研究及其煤岩冲击破坏的前兆信息识别的探讨,以及对煤岩冲击倾向性的一些新认识。分析得出目前的研究新进展主要建立在试验与唯象认识,下一步研究要转变思路,建立从唯象描述到机理分析及理论构建,并运用物理模型和数学模型表征煤岩冲击机理将成为重中之重。并提炼出煤炭开采中冲击倾向性研究需要解决的5个方面的科学问题:全面衡量煤岩冲击能力,建立考虑地质赋存环境的宏观冲击倾向性指标并进行定量分析;建立基于煤岩矿物成分、细观结构的冲击倾向性细观评价指标体系及判别准则;组合煤岩模型的冲击倾向性试验的合理创新;探求地球物理信息变化与冲击倾向性之间的关系及量化分析方法;建立基于冲击危险前兆信息的多参量综合监测预警及防治体系,指出煤岩冲击倾向性研究方面仍然需进行大量的基础试验、现场实测及理论研究工作。

关键词：冲击倾向性煤岩冲击地压能量评价指标

组合煤岩体冲击倾向性及破坏特征的电荷规律试验研究

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中国安全科学学报 2016年第7期26卷 135-140页

作者：王岗潘一山肖晓春吴迪丁鑫赵鑫辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000

为完善冲击地压灾害的预测判据,采用试验方法研究不同岩煤高度比条件下组合煤岩体冲击倾向性、破坏特征以及破坏过程中电荷感应规律。结果表明,随岩煤高度比的增大,组合煤岩试样的冲击倾向性由弱变强;破坏特征由煤体部分破坏型向煤岩整... 详细信息

为完善冲击地压灾害的预测判据,采用试验方法研究不同岩煤高度比条件下组合煤岩体冲击倾向性、破坏特征以及破坏过程中电荷感应规律。结果表明,随岩煤高度比的增大,组合煤岩试样的冲击倾向性由弱变强;破坏特征由煤体部分破坏型向煤岩整体破坏型和煤体-底板破坏型过渡;试样冲击倾向性越强,其峰后电荷脉冲数和电荷积累总量越小。可将应力峰后电荷脉冲数和电荷积累总量作为组合煤岩体冲击倾向性及破坏特征的初步判定依据。

关键词：冲击地压组合煤岩体电荷信号破坏特征冲击倾向性

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关于组合煤岩试件冲击倾向性国家标准的讨论

煤矿安全 2020年第10期51卷 229-235,242页

作者：杜学领贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003

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... 详细信息

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。

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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微观分析方法在研究煤层冲击倾向性中的应用

煤炭学报 1990年第1期15卷 32-40页

作者：辛玉美牛锡倬煤炭科学研究总院北京开采研究所

文中给出了京西门头沟煤矿第八煤层各分层煤的弱结构面、煤岩显微组分、显微结构构造及显微硬度等的测定数据及与已发生冲击的煤的对比分析结果，根据这些资料并结合煤的工业分析与煤面料分析结果发现，有冲击危险的煤层具备煤质干燥、... 详细信息

文中给出了京西门头沟煤矿第八煤层各分层煤的弱结构面、煤岩显微组分、显微结构构造及显微硬度等的测定数据及与已发生冲击的煤的对比分析结果，根据这些资料并结合煤的工业分析与煤面料分析结果发现，有冲击危险的煤层具备煤质干燥、煤岩显微组分中镜煤含量高、含碳酸盐矿物杂质多等特征。由煤的显微硬度测定结果得出，该层煤具有各种民性及硬脆性破坏特征，综合分析煤层各项特征认为第八层煤的下分层煤具有更大的冲击倾向性。文中给出了煤层遇水前、后电子显微镜微观结构构造变化与微孔测定分析结果，根据煤的注液压力与孔体积变化曲线提出了为消除冲击危险向煤层注水的合理压力值范围。

关键词：微观分析冲击倾向性煤质煤岩显微组分注水显微结构显微硬度

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煤层冲击倾向性评价损伤指标

煤炭学报 2011年第S2期36卷 353-357页

作者：姚精明闫永业李生舟姚俊伟王雄重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 河南科技学院机电学院河南新乡453003 重庆中梁山煤电气有限公司重庆400052

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... 详细信息

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。

关键词：冲击倾向性损伤因子评价指标盈余能量

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硬煤冲击倾向性的层理效应研究

煤炭科学技术 2018年第5期46卷 1-7页

作者：郝宪杰袁亮王少华赵毅鑫徐全胜李玉麟郭延定中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 辽宁工程技术大学辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心辽宁阜新123000 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 安徽理工大学安徽淮南232000

煤作为一种层理异常发育的岩体,其冲击倾向性深受层理影响。基于忻州窑矿14号煤大量室内试验数据,通过分析不同层理角度下煤样冲击倾向性指标值的变化,来探讨层理对煤冲击倾向性的影响及内在机理。研究结果表明:该类硬煤的非线性弹性特... 详细信息

煤作为一种层理异常发育的岩体,其冲击倾向性深受层理影响。基于忻州窑矿14号煤大量室内试验数据,通过分析不同层理角度下煤样冲击倾向性指标值的变化,来探讨层理对煤冲击倾向性的影响及内在机理。研究结果表明:该类硬煤的非线性弹性特征、变形模量、峰值强度、峰后跌落特征等都与层理相关,表明其冲击倾向性也与层理相关;采用冲击能指标判定时,层理角度0°时为强冲击倾向煤样,45°时部分煤样属于弱冲击倾向煤,90°时全部属于弱冲击倾向性煤;采用动态破坏时间判断的冲击倾向性结果严重偏弱,原因在于该类硬煤峰后出现了不同程度的台阶式跌落;煤样冲击倾向性的层理效应,根本原因在于层理会对煤样的破坏模式存在剧烈影响。研究结果表明,含层理煤样冲击倾向性测试时应考虑层理效应,否则会有较大偏差。

关键词：硬煤冲击倾向性层理效应冲击能破坏模式

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煤层冲击倾向性指标体系研究及实验验证

湖南科技大学学报（自然科学版） 2019年第3期34卷 1-10页

作者：张天军包若羽王乾羽玥西安科技大学理学院陕西西安710054 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054

针对传统煤层冲击倾向性指标存在的局限性,基于考虑残余强度的损伤统计本构模型,从损伤因子、损伤速率和损伤速率加速度3个角度分别研究峰值强度点、损伤速率最值点、损伤速率加速度最值点处的损伤规律,对残余强度和动态损伤应变进行了... 详细信息

针对传统煤层冲击倾向性指标存在的局限性,基于考虑残余强度的损伤统计本构模型,从损伤因子、损伤速率和损伤速率加速度3个角度分别研究峰值强度点、损伤速率最值点、损伤速率加速度最值点处的损伤规律,对残余强度和动态损伤应变进行了修正,提出了新的煤层冲击倾向性指标—盈余能指数变化率,建立冲击倾向性指标体系,并开展冲击倾向性实验对新指标体系合理性进行验证.结果表明:考虑残余强度的损伤统计本构模型能较好地反映煤岩体峰值强度后应力—应变曲线变化趋势及残余强度特点,得到峰值强度点、损伤速率最值点和损伤速率加速度最值点处的损伤规律及损伤速率最大值表达式;根据修正后动态损伤应变的力学意义得到动态损伤应变与动态破坏时间关系式,采用动态损伤应变来表征动态破坏时间,从而使冲击倾向性实验不再受加载方式的限制;采用盈余能指数变化率指标可综合衡量盈余能、峰后破坏过程损耗应变能、动态破坏时间的变化情况;由最大损伤速率、动态损伤应变、盈余能指数变化率构成的新冲击倾向性指标体系更为有效和全面,为准确评价煤层冲击倾向性工作提供新方法.

关键词：冲击倾向性损伤统计本构模型最大损伤速率动态损伤应变盈余能指数变化率

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千秋煤矿2号煤层冲击倾向性判别指标研究

中国安全生产科学技术 2014年第5期10卷 62-67页

作者：李宝富河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000

在对现行冲击倾向性指标分析的基础上,综合考虑煤样变形破坏过程中冲击能量效应和时间效应,提出有效冲击能量速度指数这一新的冲击倾向性判定指标。建立了煤样的单轴压缩峰值前塑性变形消耗能量的计算模型,得出了有效冲击能量速度指数... 详细信息

在对现行冲击倾向性指标分析的基础上,综合考虑煤样变形破坏过程中冲击能量效应和时间效应,提出有效冲击能量速度指数这一新的冲击倾向性判定指标。建立了煤样的单轴压缩峰值前塑性变形消耗能量的计算模型,得出了有效冲击能量速度指数的计算方法和判定准则。通过试验、分析和计算,论证了单轴抗压强度和有效冲击能量速度指数作为煤层冲击倾向性判定指标的可行性和可靠性。研究结果表明:以冲击能量指数、弹性能量指数、动态破坏时间、单轴抗压强度和有效冲击能量速度指数五个指标作为千秋煤矿2号煤层冲击倾向性判别指标,可以增强判定结果的可靠性和准确性。

关键词：单轴抗压强度有效冲击能量速度指数冲击倾向性判别指标

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组合煤岩冲击倾向性特性试验研究

采矿与安全工程学报 2006年第1期23卷 43-46页

作者：窦林名陆菜平牟宗龙张小涛李志华中国矿业大学矿山开采与安全教育部重点实验室江苏徐州221008

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... 详细信息

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.

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