基于能量耗散率的钻孔防冲效果评价方法

摘要：

采用理论分析、实验室试验及数值模拟等手段,研究了从能量角度评价钻孔防治冲击地压效果的方法.钻孔前后应力总量计算表明,钻孔对煤岩体的作用在于“调压”,并非仅“卸压”.相对于应力角度,从能量角度评价钻孔防冲效果的过程更为简便.不同矿井煤样单轴加卸载试验发现,采用线弹性体弹性应变能计算公式的计算结果要大于实际值,且冲击倾向性越弱,计算误差越大,提出了基于弹性能量指数的修正公式.钻孔围岩弹性应变能的变化受最大主应力的做功特征主导,围岩应力调整过程中,弹性应变能能否积聚与围岩方位及侧压系数有关.在此基础上,提出钻孔耗能率的概念,可定量评价不同钻孔防冲设计之间的优劣,并通过FLAC3D进行数值模拟实现.以钻孔耗能率为评价指标得出,钻孔防冲效果与钻孔孔径呈幂函数关系,与煤层强度呈负相关.与φ100 mm钻孔相比,φ150 mm钻孔耗能效果是其2.9倍,φ200 mm钻孔耗能效果是其6.5倍.

关键词：钻孔、能量耗散、评价、弹性应变能、冲击地压

所属期刊栏目：41

分类号：TD324(矿山压力与支护)

资助基金：国家重点研发计划资助项目2016YFC0801401;国家自然科学基金资助项目515741149

在线出版日期：2017-03-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：297-304