瓦斯突出下煤岩体冲击波传播规律深度解析

本文主要探讨了瓦斯突出作用下煤岩体中冲击波的传播规律，基于40多次的煤与瓦斯突出模拟实验，研究人员深入理解了冲击波的形成机制。实验结果表明，冲击波在煤岩体中的传播遵循特定的物理法则： 1. 冲击波在煤体界面折射：冲击波在遇到煤体界面时，会发生折射现象。折射进入煤体的冲击波应力值大约是入射冲击波的两倍，这显示了煤体对冲击波能量的显著吸收和转换。 2. 单个层状煤体中的冲击波反射：冲击波在单个层状煤体内传播时，会在自由界面上发生反射，导致巨大的拉应力。这种拉应力足以将层状煤体撕裂成更薄的部分，显示出冲击波对煤体结构的破坏力。 3. 构造煤与硬煤交界面的冲击波交互作用：当冲击波到达构造煤与岩石（硬煤）的分界面时，会产生强烈的透射和反射。反射波反向加载于煤体，使得煤体承受强烈的压缩作用。如果压缩超过了软煤的强度，就会引发软煤的破裂。 本文的核心发现是拉应力在瓦斯突出过程中起着关键的破坏作用，它不仅在煤体界面折射时增大，而且在反射和透射过程中进一步加剧，对煤岩体的整体稳定性构成了威胁。这些研究成果对于理解和预测瓦斯突出事故的发生机理，以及制定相应的灾害防治措施具有重要的科学价值。研究者利用应力波理论对冲击波的传播规律进行了深入分析，为煤炭行业的安全开采提供了理论依据。