煤巖彈性變形能的表征物理模型及實測方法

齊慶新,李海濤, 鄭偉鈺, 杜偉升, 楊冠宇, 李曉鵬

(1.煤炭科學研究總院 深部開采與沖擊地壓防治研究院, 北京 100013; 2.煤炭科學研究總院 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

煤的沖擊傾向性描述的是煤體具有積聚變形能并產生沖擊破壞的一種性質[1-4]，從具體力學行為的角度，該性質描述的是煤在受載條件下積聚彈性變形能的能力和失穩破壞時彈性能釋放的劇烈程度。與之同樣重要的概念是沖擊危險性，即真實工程場景下發生沖擊地壓的危險性或可能性[5-7]。但根據已有的事故案例，煤體具有沖擊傾向性并不意味著一定會發生沖擊地壓，而發生沖擊地壓的案例中，煤體也不一定具有沖擊傾向性，二者高度相關但又互為不充分不必要條件。

煤巖介質的力學行為與應力環境密切相關，而沖擊傾向性則是在國家標準要求的統一加載條件下獲得的，其中，動態破壞時間(DT)和彈性能指數(WET)為應力加載，速度0.5～1.0 MPa/s，而沖擊能量指數(KE)由于需要全應力-應變曲線，需要采取位移加載，速度為0.5×10-5～1.0×10-5mm/s[8]。這種測試方式能夠為定性認知相近加載條件下，不同煤樣沖擊傾向性的相對強弱提供參考。但工程實際中的荷載變化區間更大、應力加載路徑更多，而正是標準加載條件與實際加載條件的差異，造成了沖擊傾向性測試結果與實際情況互為不充分不必要條件的現狀。

狹義而言，標準測試條件下獲得的結果才可被稱為沖擊傾向性，但若僅局限于此，造成上述不充分不必要關系的根源將只是沖擊傾向性測試并未充分反映實際加載環境的多樣性而已?！?br>