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煤矿动力灾害广义“三因素”机理探讨

李海涛, 齐庆新, 赵善坤, 李宏艳, 舒龙勇, 陈理强

李海涛, 齐庆新, 赵善坤, 李宏艳, 舒龙勇, 陈理强. 煤矿动力灾害广义“三因素”机理探讨[J]. 煤炭科学技术, 2021, 49(6): 42-52.
引用本文: 李海涛, 齐庆新, 赵善坤, 李宏艳, 舒龙勇, 陈理强. 煤矿动力灾害广义“三因素”机理探讨[J]. 煤炭科学技术, 2021, 49(6): 42-52.
LI Haitao, QI Qingxin, ZHAO Shankun, LI Hongyan, SHU Longyong, CHEN Liqiang. Discussion on generalized “Three Factors” mechanism of coal mine dynamic disaster[J]. COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2021, 49(6): 42-52.
Citation: LI Haitao, QI Qingxin, ZHAO Shankun, LI Hongyan, SHU Longyong, CHEN Liqiang. Discussion on generalized “Three Factors” mechanism of coal mine dynamic disaster[J]. COAL SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2021, 49(6): 42-52.

煤矿动力灾害广义“三因素”机理探讨

Discussion on generalized “Three Factors” mechanism of coal mine dynamic disaster

  • 摘要: 目前煤矿动力灾害的机理类研究多基于单一要素开展,由此获得的结论具有相对独立性,进而使得动力灾害研究呈现出复杂化的趋势。为回归其弹性能大量积聚和剧烈释放的本质,增强相关研究的关联性,以弹性能积聚为线索,通过常识推理提出了煤矿动力灾害形成的基本逻辑,包括:持续的能量补给;保证能量形式为弹性能的介质属性;能够使弹性能积聚至致灾量级且可以失效的制约机制,并指出,“能量源”包括稳定和偶发2种形式,前者来自开采卸荷后的等效加载作用,后者来自动载扰动;“介质属性”狭义上指物质种类,但对于冲击倾向性、渗透性等受限于细观结构的属性同样纳入本概念中;制约机制则是弹性能积聚至致灾量级并产生剧烈释放的关键,以结构面和块体组合为具体形式,是实现人为干预防灾的切入点。并将其分别概括为“力源因素”、“物性因素”和“结构因素”,其中,物性因素是一切行为的基础,力源因素与结构因素具有密切的互馈作用,据此提出了广义“三因素”机理,给出了其潜在应用场景及未来研究方向。
    Abstract: At present,the mechanism research of coal mine dynamic disaster is mostly based on a single factor,and the conclusions obtained are relatively independent,which makes the research of dynamic disaster more complicated. In order to return to the essence of massive accumulation and violent release of elastic properties,and enhance the relevance of related research,this paper puts forward the basic logic of coal mine dynamic disaster formation through common sense reasoning,taking elastic energy accumulation as the clue,including:continuous energy source supply; medium property to ensure that energy form is elastic performance; restriction mechanism that can make the elastic energy accumulate to the disaster level and fail. It is pointed out that“energy source”includes two forms:stable and accidental. The former comes from equivalent loading after mining unloading,and the latter from dynamic load disturbance; in a narrow sense,“medium property” refers to the type of material,but the impact propensity,permeability and other properties restricted by the micro structure are also included in this concept; the restriction mechanism is the key to the accumulation of elastic energy to the disaster level and the violent release of elastic energy,taking the combination of structural plane and medium as the specific form,which is the entry point to achieve human intervention in disaster prevention. They are summarized as“force source factor”,“physical factor”and“structural factor”. Among them,physical factor is the basis of all behaviors,and force source factor and structural factor have close interaction. Based on this,the generalized “Three Factor”mechanism was proposed,and its potential application scenarios and future research directions were given.
  •   动力灾害泛化研究基本逻辑

      顶板水力压裂效果示意

      “矿体-围岩”相互作用系统模型

      细观线弹性模型

      裂隙发育与承载结构协同作用示意

      不同模型多加载速率应力-应变曲线

      破断后承载机制示意

      “三因素”逻辑关系示意

      煤层注水效果示意

      冲击地压矿井数与工作面推进速度统计关系

  • 期刊类型引用(15)

    1. 谭云亮,张修峰,肖自义,范德源,尹延春,陈洋,刘学生. 冲击地压主控因素及孕灾机制. 煤炭学报. 2024(01): 367-379 . 百度学术
    2. 王波,马世纪,田志银,任永政,王军,黄万朋,王灵. 不同加载条件下含瓦斯煤岩强度极限邻域范围研究. 煤炭科学技术. 2024(07): 114-125 . 本站查看
    3. 李海涛,齐庆新,杜伟升,张海宽,杨冠宇,王守光,石晓闪,李春元,崔春阳,郑伟钰,郑建伟,何团,朱维. 煤炭开采等地下工程问题的数字岩石力学解决方案. 煤炭科学技术. 2024(09): 150-161 . 本站查看
    4. 和递,孔祥国,李树刚,林海飞,季鹏飞,邓岱雨,邹全乐. 低速冲击载荷扰动煤体破裂动力学特征与能量耗散规律研究. 煤炭科学技术. 2024(11): 273-284 . 本站查看
    5. 李振雷,李娜,杨菲,宋大钊,何学秋,薛雅荣,王洪磊,殷山. 声发射梅尔倒谱系数在砂岩破裂分析的应用. 煤炭学报. 2023(02): 714-729 . 百度学术
    6. 李晓鹏,李海涛,齐庆新,王书文,苏士杰,郝英豪,丁国利. 鄂尔多斯地区冲击地压矿井类型划分与防治途径. 煤炭工程. 2023(06): 60-66 . 百度学术
    7. 张宇. 冲击地压矿井可研阶段区域防冲设计方法. 煤炭工程. 2023(06): 1-6 . 百度学术
    8. 齐庆新,马世志,孙希奎,赵善坤,李云鹏,李海涛,于斌,潘鹏志,王守光,李宏,李一哲,王旭东,张修峰,王学滨,李宏艳,陆菜平,王书文,韩军,乔文俊,张宁博. 煤矿冲击地压源头防治理论与技术架构. 煤炭学报. 2023(05): 1861-1874 . 百度学术
    9. 赵同彬,姚金鹏,郭磊,郭伟耀,张玉宝. 深部巷道应变型冲击地压能量模型及近场围岩供能规律研究. 煤矿安全. 2023(07): 34-40 . 百度学术
    10. 丁湘,闫鑫,李哲,蒲治国,黄海鱼,刘溪,纪卓辰,张寅. 基于沉积控压规律的鄂尔多斯盆地中深部矿井冲击危险性分区评价. 采矿与岩层控制工程学报. 2023(04): 44-53 . 百度学术
    11. 何岗,贺虎,杨增强. 临近井田弱地震对矿井冲击危险性影响分析研究. 煤炭工程. 2023(08): 114-118 . 百度学术
    12. 齐庆新,李海涛,郑伟钰,杜伟升,杨冠宇,李晓鹏. 煤岩弹性变形能的表征物理模型及实测方法. 煤炭科学技术. 2022(01): 70-77 . 本站查看
    13. 蔚斐,张通,刘文杰,谭辉,杨鑫,于祥. 不同卸荷应力路径下煤样破坏特征实验研究. 工矿自动化. 2022(04): 96-104 . 百度学术
    14. 邓天,田晓兵,张怀忠,董哲. 工作面推进速度对微震事件的影响分析. 陕西煤炭. 2022(04): 147-151 . 百度学术
    15. 朱权洁,谷雷,成云海,张修峰,田厚强,杨增强,胡兆锋,马俊鹏,杨涛. 煤矿冲击地压防治体系评价系统设计及其实现. 华北科技学院学报. 2022(05): 1-7 . 百度学术

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  • 网络出版日期:  2023-04-02
  • 发布日期:  2021-06-24

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