一种深部煤岩应力场耦合诱发煤岩失稳预警方法技术

本发明专利技术公开了一种深部煤岩应力场耦合诱发煤岩失稳预警方法，其方法包括：

【技术实现步骤摘要】
一种深部煤岩应力场耦合诱发煤岩失稳预警方法


[0001]本专利技术涉及采矿工程领域，尤其涉及一种深部煤岩应力场耦合诱发煤岩失稳预警方法，特别涉及一种深部煤岩力学各向异性与应力场耦合诱发煤岩冲击失稳的预警研究
。

技术介绍

[0002]煤岩是经长期天然沉积
、
地质构造运动和物理化学变化而形成的沉积类岩石，其内生层理
、
节理
、
割理及天然的孔隙和原生裂隙等，随加载方向与层理
、
割理等原生裂隙倾向的夹角变化，煤岩力学特性表现出显著差异化特征，成为煤岩力学特性的各向异性
。
煤炭开采进入深部以后，深部地应力增加
、
开采扰动增强，使得煤岩力学特性的各向异性与其所受应力场的耦合作用凸显，即深部某一加载方向处于极限平衡状态的煤岩，在开采扰动产生的某一方向扰动应力作用下，使煤岩在达到其最大承载能力前失稳破坏，造成煤岩冲击失稳，形成矿震
、
冲击地压等动力灾害
。
[0003]现有研究对煤岩各向异性研究相对较多，但大多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种深部煤岩应力场耦合诱发煤岩失稳预警方法，其特征在于：深部煤岩区域包括有待回采煤区
(3)
和围绕待回采煤区
(3)
的巷道围岩，巷道围岩与待回采煤区
(3)
之间设有有采煤巷道
(1)
，待回采煤区
(3)
具有按照采煤推进方向进行采煤工作推进的采煤工作推进面
(5)
，采煤巷道
(1)
一侧侧壁为待回采煤区
(3)
的外侧壁，采煤巷道
(1)
另一侧侧壁为巷道围岩的巷道围岩壁
(4)
，其方法包括：
S1、
在距采煤工作推进面
(5)
的距离
L0
位置处的巷道围岩壁
(4)
上布设有初始应力测量点
A(6)
，测量初始应力测量点
A(6)
处巷道围岩的初始主应力数据，初始主应力数据包括最大主应力数据
、
中间主应力数据和最小主应力数据，从初始主应力数据筛选得到应力最大值和应力最小值；
S2、
确定煤层研究预警区，采集煤层研究预警区的煤层试样
(9)
进行各向异性角度的单轴加载试验，得到煤层试样
(9)
的单轴抗压强度数据库，单轴抗压强度数据库按照单轴异性角度
、
单轴抗压强度对应关联存储；然后按照如下方法划定应力梯度：当应力最大值大于单轴抗压强度数据库中最大的单轴抗压强度时，应力梯度的最大值取最大的单轴抗压强度；当应力最大值小于或等于单轴抗压强度数据库中最大的单轴抗压强度时，应力梯度的最大值取应力最大值；应力梯度的最小值取应力最小值，得到应力梯度的范围值，设定应力梯度等级数为
2n
，
n
为正整数，将应力梯度的范围值划分
2n
个等级，将其中等级1～
n
设置为第一应力梯度范围，将等级
(n+1)
～
2n
设置为第二应力梯度范围；
S3、
采集若干个与步骤
S2
煤层研究预警区相同的煤层试样
(9)
，按照如下方法对煤层试样
(9)
进行三轴条件下的力学加载：设定煤层试样
(9)
的应力加载参数，应力加载参数包括最小主应力加载角度
、
中间主应力加载角度
、
最大主应力加载角度；按照最小主应力加载角度以第一应力梯度范围作为煤层试样
(9)
的最小主应力加载范围依次递增加载，同时按照中间主应力加载角度以第二应力梯度范围作为煤层试样
(9)
的中间主应力加载范围依次递增加载，同时按照应力梯度范围作为煤层试样
(9)
的最大主应力按照最大主应力加载角度依次递增加载，记录煤层试样
(9)
最开始破坏的实验应力数据，实验应力数据包括最大主应力加载数据
、
中间主应力加载数据和最小主应力加载数据；若应力梯度范围的等级
2n
作为煤层试样
(9)
的最大主应力加载时，煤层试样
(9)
仍未破坏，则从等级
2n
的最大主应力依次递增作为煤层试样
(9)
的最大主应力加载，并直到煤层试样
(9)
破坏为止，记录煤层试样
(9)

【专利技术属性】
技术研发人员：宋红华，段晨曦，赵毅鑫，宫智馨，胡世德，唐国庆，龙云，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：