一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，包括：获取待评价矿井的工程地质参数和煤岩物理力学参数；建立矿井的三维数值模型并进行物理力学参数赋值，得到矿井模型；设置矿井模型的静载边界条件，进行静载模拟计算；计算静载冲击危险性评估参数；拆分并重构震源原始混合震动波形为S波和P波；将获取的S波和P波施加于矿井模型震源位置，进行动载模拟计算；根据动载和静载数值计算结果，采用预设的评估准则进行冲击危险评估。本发明专利技术综合考虑了静载应力和动载应力，可准确评估矿井具体位置冲击地压危险性，有针对性的指导进行巷道支护和卸压，适用于有冲击危险的矿井。适用于有冲击危险的矿井。适用于有冲击危险的矿井。

【技术实现步骤摘要】
一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法


[0001]本专利技术涉及冲击地压灾害
，特别涉及一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法。

技术介绍

[0002]冲击地压是煤矿主要动力灾害之一，破坏性大，成因复杂，且随着采深增加冲击地压频率和强度呈增加趋势。研究人员通过对冲击地压成因的长期研究，先后提出了强度理论、能量理论、刚度理论、冲击倾向理论、“三准则”理论、失稳理论、能量极限平衡机理、冲击地压扩容理论、冲击地压的分形特征、“三因素”理论、“震－冲”理论、冲击地压启动理论、动静载叠加诱冲理论等进行冲击地压成因的揭示和矿井冲击危险评估。冲击地压机理和冲击地压危险评价已成冲击地压矿井研究的主要课题。
[0003]冲击地压启动理论、动静载叠加诱冲理论等最新研究成果表明，静态应力集中和外部动载扰动是冲击地压主要成因。由于冲击地压具有不可重复性，现场实验存在很大难度且成本较高，存在一定风险，因此动静载诱发冲击地压的研究仍然处于理论阶段。随着技术的发展，FLAC
3D
等一些先进的数值模拟软件问世，可实现矿井三维模拟，直观展示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，包括：获取待评价矿井的工程地质参数和煤岩物理力学参数；根据所述工程地质参数建立待评价矿井的三维数值模型，并根据所述煤岩物理力学参数对构建的三维数值模型进行物理力学参数赋值，得到矿井模型；设置所述矿井模型的静载边界条件，进行静载模拟计算；基于静载模拟结果和物理力学参数，计算静载冲击危险性评估参数BSR；根据经验定律和震源及微震监测系统传感器位置，计算震源波形，拆分并重构震源原始混合震动波形为S波和P波；将获取的S波和P波施加于完成静载模拟计算的矿井模型震源位置，进行动载模拟计算，监测并分析动载模拟计算过程中各动载计算参数的变化结果；根据动载和静载数值计算结果，采用预设的评估准则进行冲击危险评估。2.如权利要求1所述的基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，根据所述工程地质参数建立待评价矿井的三维数值模型并根据煤岩物理力学参数对构建的三维数值模型进行物理力学参数赋值，得到矿井模型，包括：根据所述工程地质参数建立矿井的三维数值模型并进行网格划分；其中，所述地质参数包括钻孔柱状图、开采工作面埋深、工作面走向位置和巷道尺寸；所述三维数值模型为矿井煤层、顶底板、覆岩和地表组成的全尺寸数值模型；对完成网格划分的三维数值模型进行本构模型设定，然后进行物理力学参数赋值，得到矿井模型；其中，所述本构模型选用弹性本构模型；所述煤岩物理力学参数包括煤岩体密度、单轴抗压强度、体积模量、剪切模量和泊松比。3.如权利要求1所述的基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，设置所述矿井模型的静载边界条件，进行静载模拟计算，包括：设置所述矿井模型的静载边界条件并求解至平衡；所述矿井模型开挖至某工作面实际开采位置并进行迭代计算至平衡，进行静载模拟计算，对得到的静载模拟结果进行分析；其中，所述静载模拟结果包括工作面前方和巷道围岩采动应力、最大主应力、最小主应力和位移。4.如权利要求3所述的基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，所述静载冲击危险性评估参数BSR由下式计算：其中，σ1表示最大主应力，σ3表示最小主应力，UCS表示单轴抗压强度。5.如权利要求1所述的基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，所述经验定律为：logR
·
PPV
b
＝a
*
logM0+logC
*
其中，R表示震源到微震监测系统监测点的距离，M
o
表示地震矩，a*和C*为经验常数，PPV
b
表示震源峰值粒子振动速度。6.如权利要求5所述的基于动静载模拟的冲击地压危险评价方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：何生全，何学秋，宋大钊，李振雷，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：