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沖壓地壓及其防治

  
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  2、能量理論

  該理論認為,當礦體與圍巖系統的力學平衡狀態破壞后所釋放的能量大于其破壞所消耗能量時,就會發生沖擊地壓。剛性理論也是一種能量理論,它認為發生沖擊地壓的條件是:礦山結構(礦體)的剛度大于礦山負荷系(圍巖)的剛度,即系統內所儲存的能量大于消耗于破壞和運動的能量時,將發生沖擊地壓。但這種理論并未得到充分證實,即在圍巖剛度大于煤體剛度的條件下也發生了沖擊地壓。?

  3、沖擊傾向理論

  該理論認為,發生沖擊地壓的條件是煤體的沖擊傾向度大于實驗所確定的極限值。可利用一些試驗或實測指標對發生沖擊礦壓可能程度進行估計或預測,這種指標的量度稱為沖擊傾向度。其條件是:介質實際的沖擊傾向度大于規定的極限值。這些指標主要有:彈性變形指數、有效沖擊能指數、極限剛度比、破壞速度指數等。??

  上述三種理論提出了發生沖擊地壓的三個準則,即強度準則、能量準則和沖擊傾向度準則。其中強度準則是煤體破壞準則,能量準則和沖擊傾向度準則是突然破壞準則。三個準則同時成立,才是產生沖擊地壓的充分必要條件。??

  4、失穩理論

  近年來,我國一些學者認為,根據巖石全應力——應變曲線,在上凸硬化階段,煤、巖抗變形(包括裂紋和裂縫)的能力是增大的,介質是穩定的;在下凹軟化階段,由于外載超過其峰值強度,裂紋迅速傳播和擴展,發生微裂紋密集而連通的現象,使其抗變形能力降低,介質是非穩定的。在非穩定的平衡狀態中,一旦遇有外界微小擾動,則有可能失穩,從而在瞬間釋放大量能量,發生急劇、猛烈的破壞,即沖擊地壓。由此,介質的強度和穩定性是發生沖擊的重要條件之一。雖然有時外載未達到峰值強度,但由于煤巖的蠕變性質,在長期作用下其變形會隨時間而增大,進入軟化階段。這種靜疲勞現象,可以使介質處于不穩定狀態。在失穩過程中系統所釋放的能量可使煤巖從靜態變為動態過程,即發生急劇、猛烈的破壞。?

  三、沖擊地壓的防治

  根據沖擊地壓發生的原因,可以制定防治沖擊地壓的措施。主要從兩個方面著手,一是避免產生應力集中區或降低應力集中,既防范措施,如避免形成孤立煤柱;二是對已產生的應力集中區,想方設法如何緩慢釋放集中區煤巖體內積聚的彈性潛能,既解危措施,如煤層預注水。
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