基于主应力增量差的冲击地压风险动态评价方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于主应力增量差的冲击地压风险动态评价方法及系统，涉及冲击地压防控技术领域，包括：确定待评价区域；采集待评价区域内围岩的各向主应力数据；计算待评价区域内围岩的主应力增量和主应力增量差；确定主应力增量差与冲击地压危险的响应关系，得到冲击地压风险动态变化的评价准则；根据所述冲击地压风险动态变化的评价准则，评价待评价区域的冲击地压风险的动态变化。本发明专利技术可以为矿山领域冲击地压灾害风险评价提供新的分析方法和指标，对提高采掘工作面冲击地压风险评价的准确率和冲击地压精准防治起到积极作用。确率和冲击地压精准防治起到积极作用。确率和冲击地压精准防治起到积极作用。

【技术实现步骤摘要】
基于主应力增量差的冲击地压风险动态评价方法及系统


[0001]本专利技术涉及冲击地压防控
，尤其涉及一种基于主应力增量差的冲击地压风险动态评价方法及系统。

技术介绍

[0002]冲击地压是煤矿开采过程中的动力灾害，严重影响煤矿资源的安全开采。随着煤炭资源开采深度和强度的不断增大，冲击地压显现日益严重。明确煤矿井下作业过程中冲击地压风险动态变化，对保障矿工生命安全、降低财产损失意义重大。
[0003]煤岩体受集中载荷作用是冲击地压发生的必要条件，当前用于分析冲击地压风险动态变化的指标多为应力程度、应力梯度等，并且已经取得了诸多有益成果。但是，依据强度准则围岩发生破坏并不只取决应力大小和应力集中程度，应力增减过程中煤岩能承载的极限载荷也在发生动态变化，应力动态变化过程中各向主应力的增量和增量差值对围岩破坏具有重要影响。因此，仅依靠围岩应力集中程度评价冲击地压风险的结果不能与煤矿采掘工作面生产过程中的实际冲击地压发生情况完全对应。而在地质条件及开采技术条件作用下工作面采掘过程中会必定存在围岩各向主应力的动态变化，因此有必要从围岩主应力增本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于主应力增量差的冲击地压风险动态评价方法，其特征在于，方法步骤包括：S1、确定待评价区域；S2、采集所述待评价区域中围岩的各向主应力数据；S3、计算所述待评价区域中围岩的主应力增量和主应力增量差；S4、确定所述主应力增量差与冲击地压危险的响应关系，获得冲击地压风险动态变化的评价准则；S5、根据所述冲击地压风险动态变化的评价准则，对所述待评价区域的冲击地压风险的动态变化进行评价。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，确定待评价区域，包括：获取受应力动态变化影响的区域，将所述受应力动态变化影响的区域确定为待评价区域；其中，所述受应力动态变化影响的区域为绝对位置，或预设参照点的相对位置。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中，采集所述待评价区域中围岩的各向主应力数据，包括：通过现场监测、实验室实验或仿真数值模拟的方法，采集待评价区域的最大主应力数据以及最小主应力数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，计算所述待评价区域中围岩的主应力增量和主应力增量差，包括：获取主应力增量，所述主应力增量为主应力动态变化后与动态变化前的差值，所述差值可以为正值或负值；根据下述公式(1)计算最大主应力增量F：F＝σ1'
‑
σ1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)根据下述公式(2)计算最小主应力增量f：f＝σ'3‑
σ3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，σ1是围岩应力动态变化前的最大主应力，σ1'是围岩应力动态变化后的最大主应力，σ3是围岩应力动态变化前的最大主应力，σ'3是围岩应力动态变化后的最大主应力；主应力增量差Δ为最大主应力增量F与最小主应力增量f的差值，根据下述公式(3)计算所述主应力增量差Δ：Δ＝F
‑
f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中，确定所述主应力增量差与冲击地压危险的响应关系，包括：基于所述主应力增量差Δ，结合莫尔
‑
库伦准则中强度曲线与应力摩尔圆的几何关系，应力动态变化后围岩不发生冲击地压的判别条件为莫尔圆的半径R需要小于莫尔圆圆心到强度曲线的垂距L，得到不发生冲击地压的主应力增量差Δ的关系式如下述公式(4)所示：根据所述主应力增量差Δ与冲击...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振雷，钟涛平，薛雅荣，宋大钊，何学秋，胡旭聪，陈泽民，刘恩德，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：