煤矿冲击地压发生理论公式 论文

冲击地压是煤矿最严重的动力灾害之一，是公认的世界级难题。刻画冲击地压发生机理的理论公式是实现冲击地压定量防治的第一前提。针对目前尚未有直接明了的冲击地压发生理论公式的现状，建立了与地应力、煤岩物性、支护强度和工程结构参数直接相联系的巷道冲击地压发生力学分析模型，得到了一套冲击地压发生的理论公式。首先，系统探究了冲击地压解析分析所涉及的几何模型、边界条件、煤岩体变形破坏本构关系和冲击地压发生的力学判据；其次，结合煤岩体变形破坏的“双线性”本构关系和“三线性”本构关系，分别建立了巷道“弹性区、塑性软化区”两分区结构模型与“弹性区、塑性软化区、破碎区”三分区结构模型，对巷道围岩展开应力分析，得到了巷道平衡系统方程；最后，由系统方程与冲击地压发生力学判据，得到了冲击地压发生的临界载荷、临界破碎区半径与临界软化区半径指标及其理论计算公式。采用理论公式定量解答了冲击倾向性与冲击危险性的理论关系、矿井冲击地压发生临界开采深度的理论界定和支护在冲击地压启动过程中的作用及支护安全系数设计方法等科学问题，并对我国近30座冲击地压矿井的冲击启动临界载荷、临界开采深度和支护防冲安全能力进行了计算或验算。