三硬煤岩组合体的冲击倾向性数值试验研究

本文主要探讨了"三硬"煤岩组合体在冲击倾向性方面的数值分析，通过采用RFPA 2D软件对坚硬顶板、坚硬煤层和坚硬底板这三种不同的地质结构模型进行模拟实验。研究结果显示，这三个组合体在冲击地压的发生机理上表现出显著差异。 坚硬顶板组合体的特点是其峰值后突然失去稳定性，这会导致瞬间的失稳并易于引发冲击地压。由于顶板的刚性和高应力集中，当承载能力达到极限时，可能触发剧烈的地压活动。 相比之下，坚硬煤层组合体在冲击前储存了大量的弹性能量，当达到临界条件时，这种能量会瞬间释放，形成强烈的冲击波，这也是冲击地压的常见模式。煤层的脆性性质和高压环境下易于破裂的特点使其成为冲击地压风险的重要来源。 坚硬底板组合体的情况则有所不同。它的峰后曲线呈现出阶梯性的缓慢下降趋势，意味着其释放的能量相对较慢且分散，因此相对不容易引发冲击地压。然而，尽管底板组合体的总能量释放量大于顶板和煤层组合体，但其能量释放机制更为平缓。 研究还关注了冲击能量的释放过程，将整个过程划分为三个阶段：坚硬顶板和煤层组合体的能量释放集中在峰值时刻，表现出突发性和高强度；而坚硬底板组合体的能量则是逐渐释放，呈现出持续性特征。这种差异对于预测和管理冲击地压风险具有重要意义。 文章的关键词包括冲击地压、煤岩组合体、冲击能量指数和声发射能量，这些是理解冲击地压行为的关键参数。通过数值试验，研究人员能够更深入地理解不同地质条件下冲击地压的动态特性，为煤矿安全管理和工程设计提供了科学依据。中图分类号TD324表明了该研究与矿产资源开发及地压控制的相关性，而文献标志码A和文章编号进一步确认了这是一篇学术性质的高质量研究论文。