变形模量指数与煤破坏电荷感应关系研究
为了完善电荷感应方法用于冲击地压的预测与判据，以扰动响应失稳理论为理论基础，通过试验研究的方法开展了单轴压缩条件下煤样变形模量指数K与煤样破坏电荷之间关系的研究。探究了变形模量指数K用于预测冲击地压的分析与判别。研究了变形模量指数K与电荷参量应力峰后电荷事件数、电荷平均幅值之间的量化关系。研究了变形模量指数K评定煤体冲击倾向性的分类以及煤样冲击倾向性与电荷参量之间的关系。并对耿村煤矿13230工作面进行了电荷感应现场监测试验，并将试验室试验所得结果对现场进行了指导，研究结果表明: 煤样变形模量指数K越大，相应煤岩结构临界软化区深度和临界荷载越小，发生冲击地压的可能性越大;反之，发生冲击地压的可能性越小。煤样变形模量指数大小主要取决于应力峰后软化模量的大小，与弹性模量大小关系不大，软化模量越大，一般情况下煤样变形模量指数越大。 煤样变形模量指数K越大，应力峰后电荷事件数越少，两者成指数递减函数关系;应力峰后电荷平均幅值越大，两者成指数递增函数关系。煤样变形模量指数K越大表示相应工程煤岩结构临界塑性区深度和临界荷载越小，发生冲击地压的可能性越大。因此，可以通过电荷相关参量的大小对相应工程煤岩结构发生冲击地压的危险程度进行初步判断。 煤体冲击倾向性变形模量指数分类结果为:K＜2.1，无冲击;2.1≤K＜7.8，弱冲击;K≥7.8，强冲击。煤样变形模量指数K越大，冲击倾向性越强，煤样破坏应力峰后电荷事件数越少，应力峰后电荷平均幅值越大，由此提出煤体冲击倾向的电荷事件数和电荷幅值判据与划分方法，并对五龙和耿村矿煤体冲击倾向性进行了电荷参量判据与划分。 根据试验室试验所得煤体冲击倾向性的电荷平均幅值判据与划分结果，并根据现场电荷监测结果，得出13230工作面下巷端头附近煤层为弱冲击倾向;下巷停采线附近煤层为无冲击倾向。根据试验室试验所得煤岩结构发生冲击地压的临界荷载与应力峰后电荷平均幅值的关系，并根据现场电荷以及应力监测结果，得出13230工作面下巷端头至工作面前方100米区域煤岩结构实际所受荷载小于临界荷载，无冲击危险，同理可以得出下巷停采线附近煤岩结构实际所受荷载小于临界荷载，相比端头附近区域更加安全。以上说明了试验室试验所得结果指导现场的可行性。
煤体;冲击倾向性;变形模量指数;电荷感应
辽宁工程技术大学
硕士
工程力学
潘一山
2017
中文
TQ531
82
2018-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）