矿震动载对围岩冲击破坏机制及能量分析

"矿震动载对围岩的冲击破坏效应" 本文深入探讨了矿震对围岩的冲击破坏机制，特别是矿震产生的震动波能量在传播过程中的行为，以及这种能量如何影响煤岩系统的稳定性。矿震是由于地下开采活动引起的地震活动，其激发的震动波能量具有特定的传播模式和衰减特性。研究发现，震动能量的传播衰减受能量几何扩散、传播介质的阻尼效应以及震源的震动位移场和能量辐射特征共同作用的影响。 当矿震动载传递到巷道或采场的围岩时，它会与静态应力场相互作用，即能量标量和应力矢量发生叠加。这种能量叠加导致煤岩系统内储存的能量增加，而应力叠加则减少了煤体因变形破坏而消耗的能量。由此，系统中的“差能”（即聚集能量与消耗能量之差）得以增加。"差能"的增加意味着煤体失稳的可能性增大。 矿震引发的动态冲击破坏发生在煤岩系统同时满足能量和刚度条件时。能量条件是指系统内积累的能量达到足以引发破坏的程度，而刚度条件则涉及到煤岩的变形特性，当刚度不足以抵抗震动载荷时，煤层会发生动态冲击破坏。这一理论对于理解和预测冲击矿压的发生具有重要意义，有助于矿山安全管理和灾害预防。 此外，文章还提到了一些相关的研究项目，如国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划(973)资助项目、国家“十一五”科技支撑计划项目，以及高水平大学公派研究生项目等，这表明该领域的研究得到了国家的大力支持，并且有多个层面的科学研究正在进行，以进一步揭示矿震及其对围岩影响的复杂性。 关键词涉及矿震、围岩、震动效应、冲击矿压、震动波、应力降和能量耗散，这些都是该领域研究的核心概念。矿震的研究不仅涉及地质力学，还涵盖了地震学、岩石力学等多个学科，对于保障煤矿安全生产和环境保护具有重大意义。通过深入理解这些现象，可以制定更有效的防治策略，减少矿震带来的损失。