深部煤巷冲击破坏模拟试验：增量荷载与应力状态研究

"该研究通过设计的可水平和垂直双向增量加载相似模拟试验平台，对深部煤巷在掘进成巷至成巷后的应力演化和破坏特征进行了深入探讨，旨在理解深部煤巷围岩应力状态与冲击破坏的关系以及冲击地压的发生机制。试验结果显示，掘进过程中巷道围岩经历应力卸荷，随后应力缓慢增加并出现波动。当增加巷道左侧和顶部的荷载时，围岩变形加剧，局部破坏明显，最终导致巷道的冲击破坏。破坏后，部分围岩应力恢复到冲击前的状态，但右帮煤体深部仍保持高应力。此外，研究发现深部煤巷的冲击破坏与应力状态有正相关性，静载作用下的应力呈现波动缓增，而增量荷载则使应力快速增加并突变，揭示了围岩冲击破坏的全过程和应力突变特征。在山东滕东煤矿的实际工程应用中，试验结果与现场情况相符，证实了试验方法的有效性。基于这些发现，提出了优化围岩应力分布和增强支护的技术方案，为深部煤巷冲击地压的防治提供了科学依据。" 这篇论文主要探讨了深部煤巷在增量荷载作用下的冲击破坏规律。通过相似模拟试验，研究者分析了从掘进到成巷的整个过程中巷道围岩的应力演化和破坏特征。在巷道形成初期，围岩经历应力卸荷，随后在荷载增加的作用下，应力逐渐增加，并呈现波动状态。当施加的荷载达到一定程度时，围岩变形显著，局部破坏加剧，最终导致冲击破坏的发生。破坏之后，部分区域的围岩应力会恢复，但某些部位（如右帮煤体深部）的应力仍维持在高位。论文还指出，冲击破坏与围岩的应力状态密切相关，静载下的应力缓慢波动上升，而增量荷载会导致应力快速增加并突变，这一现象在7个不同的演化阶段中体现出来，清晰地展示了冲击破坏的完整过程。 为了验证理论研究的准确性，研究者在山东滕东煤矿进行了实地工程实践，实测数据与试验结果一致，证明了该研究方法和结论的可靠性。基于这些发现，研究者提出了针对深部煤巷的围岩卸压和强化支护策略，旨在控制和防止冲击地压，为深部矿井的安全开采提供了重要的理论和技术支持。这项工作对于理解和解决深部煤炭开采中的冲击地压问题具有重要意义。