基于能量計算的沖擊地壓巷道三級吸能支護參數確定

王愛文，范德威，潘一山,，代連朋，肖永惠，徐連滿，陳建強

(1.遼寧工程技術大學 力學與工程學院，遼寧 阜新 123000；2.遼寧工程技術大學 沖擊地壓研究院，遼寧 阜新 123000；3.遼寧大學 物理學院，遼寧 沈陽 110036；4.東北大學 深部金屬礦山安全開采教育部重點實驗室，遼寧 沈陽 110819；5.神華新疆能源有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830027)

0 引 言

沖擊地壓是煤礦嚴重的動力災害之一，基于沖擊地壓機理的工程治理是當今巖石力學界和采礦界共同面臨的工程難題[1-3]。縱觀沖擊致災的物理過程，雖然沖擊地壓往往在毫秒級至秒級的瞬間完成，但其仍然可分為沖擊啟動點前的孕育階段和沖擊啟動點后的破壞階段。因而，沖擊地壓的工程治理也就主要集中在沖擊啟動前的“防”與沖擊啟動后的“止”2個方面。煤礦沖擊地壓具有致災范圍廣、應力擾動頻發與不確定性強等特征，一方面，沖擊地壓工程治理應強調煤巖應力調控主動防預，另一方面，沖擊地壓啟動后的能量耗散止沖治理工作也是重中之重[4-5]。需要強調的是，沖擊啟動后的有效止沖對削弱沖擊破壞程度具有重要意義。

據統計，90%以上的沖擊地壓事故發生在巷道中[6-9]。沖擊地壓啟動后，煤巖系統儲存的彈性能瞬間釋放，造成巷道與支護結構毀壞、采掘空間嚴重變形甚至合攏。合理的防沖支護能夠有效吸收消耗沖擊能，減少巷道沖擊破壞，為采掘作業地點施工人員保障生命空間。因此，基于能量“釋放-吸收”過程的煤礦巷道吸能防沖支護設計已然成為當今沖擊地壓防治的科研熱點。……