人工调控围岩：防冲减振的数值研究与冲击应力波减弱策略

人工调控围岩防冲减振数值研究是一篇针对煤矿冲击地压问题进行深入探讨的文章。冲击地压现象在煤矿开采过程中是一个严重威胁矿井安全的问题，当冲击应力波从围岩介质向巷道表面传播时，可能会导致支护结构的严重破坏乃至失效。为了减小这种影响，研究者们采用了一系列人工调控技术，如水力割缝、爆破、锚固和注浆等方法，这些技术旨在改变巷道附近围岩体的物理力学特性。 通过这些人工调控手段，围岩被改造为不同强度的层状结构，这使得它能够更好地作为耗能体，有效地吸收和散射冲击应力波。这样做的效果是显著的，它能够显著降低冲击应力波的振动频率和幅值，从而减轻对支护结构的冲击力，提升整体的稳定性。利用ANSYS/LS-DYNA非线性显式动力学有限元程序，研究人员进行了细致的数值模拟，共分析了五种不同的人工调控结构类型，对比了它们在耗能和防冲减振方面的性能。 研究结果显示，当围岩结构整体强度均匀时，其耗能性能相对较弱，冲击应力波对巷道和支护结构的影响更为显著。而通过人工调控，形成的多层结构能够显著增强围岩的耗能性能，降低了冲击应力波的能量传递，从而减少了支护结构的冲击压力和振动。人工调控围岩技术对于减少冲击地压引发的振动和冲击应力波的强度具有重要的实际应用价值。 该研究的重要贡献在于提供了一种科学的方法来预判和控制冲击地压，有助于改善煤矿开采过程中的安全性和效率。研究结果不仅对煤矿行业的理论研究有深远影响，也为实际操作提供了依据，对于优化支护设计、预防冲击地压事故的发生具有指导意义。同时，论文还得到了国家重点基础研究发展计划和国家自然科学基金的资助，体现了该领域研究的前沿性和重要性。