动静载荷下巷道围岩损伤评价：数值模拟与危险指数

"基于损伤危险指数的巷道围岩损伤评价数值模拟" 文章深入探讨了井下巷道在受到动载荷影响时的围岩损伤问题，特别是在煤炭开采中常见的冲击地压现象。作者首先介绍了煤矿开采过程中动载荷的来源，如爆破、顶底板破裂和断层滑移，这些都会对巷道产生动态扰动，与原有的静载荷相互作用，形成动静载荷叠加效应。这种效应可能导致巷道支护系统的失效，进而引起严重的矿压显现，对矿井安全构成威胁。 文章以山西潞安集团某矿N2105工作面回风平巷的冲击地压事故为例，分析了事故原因和影响。事故后，微震监测系统检测到的大能量震动事件与巷道位置的关系，为后续的损伤评价提供了数据支持。 在理论分析部分，文章基于Mohr-Coulomb强度准则建立了损伤危险指标，这是一个评估巷道围岩损伤程度的重要工具。在σ1-σ3坐标系中，通过判断点P（σ3，σ1）相对于基于Mohr-Coulomb准则的损伤直线L1的位置，可以确定岩石是否处于损伤状态。如果点P位于L1之上，说明主应力状态超过了材料的破坏阈值，存在损伤风险。 文章还提到了使用Fish语言编写程序来计算损伤危险指数，这一方法能够量化分析静载荷和动静载荷叠加作用下围岩的损伤状况。结果显示，在动静载荷共同作用下，巷道围岩的损伤危险指数显著增加，损伤危险区域的分布呈现出不对称性，主要集中在动载荷源一侧。此外，锚杆的损伤情况尤为严重，尤其是那些垂直于顶板且靠近动载源侧的锚杆，它们大部分处于高风险区域内，这可能导致锚杆失效，进一步加剧矿压显现。 为了更准确地评估巷道围岩的支护效果，文章建议结合微震监测和损伤危险指数数值模拟，这将提供一个全面而有效的评估手段，有助于预防类似事故的发生，保障矿井的安全生产。 关键词：冲击地压；Mohr-Coulomb强度准则；损伤危险指数；数值模拟；动静载荷；巷道支护