动载扰动诱发巷道冲击的风险性研究

• Published in: 煤炭学报 Vol. 49; no. 4; pp. 1771 - 1785
• Main Authors: 刘洪涛, 陈子晗, 韩洲, 刘勤裕, 韩子俊, 张成璐, 张红凯
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083 01.04.2024
• Subjects: 区域应力场; butterfly failure; 冲击风险性; 动载事件; rockburst risk; dynamic load events; regional stress field; 蝶形塑性区
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2023.1235

TD324; 巷道冲击地压发生机理与风险性评估问题,对不同区域应力场中的巷道围岩分区能量释放规律进行分析,考虑动载事件扰动,建立了始态应力场、动载事件产生的瞬态应力场与巷道围岩破坏之间的力学联系,提出了动载事件扰动下的终态巷道围岩塑性区边界计算方程,阐述了动载事件与始态应力场共同作用诱发冲击地压的机理,并对不同因素变化下的巷道冲击风险性进行了分析,以震动事件发生角为指标对动载事件发生的不同区域进行了风险强度的划分.研究结果表明:区域应力场不均匀程度的增大使得巷道围岩系统在扰动平衡后的能量释放量增大,且能量释放的主要区域为区域应力场的最大围压方向;巷道冲击地压是巷道围岩受始态应力场与动载事件的瞬态应力场2者共同作用的结果,动载事件的影响会使得巷道围岩系统的终态应力场产生偏转,而围岩协调所释放的能量是冲击产生的主要原因;当始态应力场处于蝶形风险区时,受动载事件影响后的巷道冲击风险性更大,且动载事件的有效释放能量的增大、震源距离的减小与横波能量占比的增大会使得巷道冲击风险性随之增大;震动事件发生角影响着巷道冲击风险性,当动载事件发生在强风险区与次强风险区时,微小的动载事件也极易诱发冲击地压,巷道冲击风险性较高;当动载事件发生在弱风险区时,较大的动载事件也不易引起冲击地压,巷道的冲击风险性较低.