煤岩动力灾害：振动影响下的自振频率变化与稳定性研究

"动力扰动对煤岩稳定性的影响分析与振动破坏过程中的自振频率变化" 在煤矿行业中，动力扰动是引发煤岩动力灾害的重要因素，如冲击地压、煤与瓦斯突出等。这些灾害往往由煤岩结构在外界振动下的破坏失稳导致。为了预防和控制这类灾害，对动力扰动对煤岩稳定性的影响进行深入研究至关重要。 这篇由李成武、孙晓元等人发表在《煤炭学报》上的研究论文，探讨了煤岩在振动破坏过程中的自振频率变化特征。研究人员利用大型振动试验装置和自振频率测试系统，模拟底板扰动对煤岩体的影响，旨在揭示振动对煤岩稳定性的影响规律。 实验结果显示，当煤岩受到振动影响时，原有的裂隙会进一步扩展，煤岩内部的损伤程度增加。这导致煤岩体的刚度系数降低，意味着其抵抗变形的能力减弱；同时，阻尼比系数上升，表明能量耗散增加。这两个因素共同作用，使得煤岩试件的整体自振频率下降。自振频率的这种变化趋势与动力扰动的加速度和频率有直接关联，即扰动越大，频率下降越快。此外，研究还发现煤岩结构体内的煤体分层自振频率可能不一致，这反映了振动作用下煤岩内部结构的复杂响应。 根据实验数据，作者提出了一些建议来防止或减轻动力扰动对煤岩动力灾害的诱发效应。一方面，可以尝试调整扰动源，比如优化开采工艺，减少强烈的震动产生；另一方面，可以从煤岩体自身着手，通过增强煤岩的内在稳定性，如改善支护方式，提高煤岩的抗振性能。 该研究对理解和预测煤岩动力灾害提供了理论依据，对于改进煤矿安全管理和灾害防控策略具有实际指导意义。未来的研究可以进一步探索不同地质条件、煤岩类型对振动响应的差异，以及如何更精确地预测和控制动力灾害的发生。