預制裂紋煤體靜載黏滑亞失穩及聲電信號響應特征

馮小軍 ，丁 增 ，王恩元 ，李德行 ，張奇明

（1.中國礦業大學 安全工程學院, 江蘇 徐州 221116；2.河南神火集團有限公司, 河南 永城 476600）

0 引 言

沖擊地壓是煤礦井工開采中巖體彈性能劇烈釋放，并伴隨煤巖體突然、猛烈破壞的現象。其本質是地質構造和地層結構在采掘動態平衡過程中能量穩態積聚及非穩態釋放的結果[1-3]。隨著煤礦逐步進入深部開采階段，地應力增大，采場結構愈發復雜，沖擊地壓危險性不斷升高。斷層型沖擊地壓受構造應力、斷層產狀、圍巖力學性質及開采擾動等因素綜合影響，具有發生頻次高、破壞強度大、機理復雜且防治難度大等特點，危險性最高，影響最大。如南非Witwatersrand 金礦，受礦區內斷層影響，多次發生沖擊地壓，最大震級達到5 級。我國河南、遼寧、山東、黑龍江等礦區都發生過斷層沖擊地壓，如義馬千秋煤礦(2011-11-03)、山東龍鄆煤業(2018-10-20)、山東新巨龍能源龍固煤礦(2020-02-22)等大型沖擊地壓事故均受礦區內大斷層活化影響。學者們研究發現，斷層黏滑亞失穩階段是應力聚集過渡為能量釋放的關鍵階段，標志著斷層進入不可逆變形過程，斷層失穩已不可避免[4]，同時該階段也是斷層臨失穩前兆信息最豐富、變化最激烈的階段。根據應力時間曲線的趨勢變化情況，斷層黏滑失穩可劃分為線性、強偏離線性、亞失穩及失穩4 個階段[5-6]。

國內外學者對預制裂紋巖體破壞失穩開展了廣泛研究，巖體受壓載時原生裂隙壓實后發生摩擦，尖端處根據受力情況形成張拉型或壓剪型裂紋。……