基于损伤统计本构模型的煤层冲击倾向性研究

蔡武¹，窦林名¹，韩荣军¹，张国华²，李许伟¹

1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院2. 义马煤业集团股份有限公司跃进煤矿

摘 要：针对目前国内煤层冲击倾向性指标存在的问题,基于煤岩应变强度理论、煤岩微元强度服从Weibull随机统计分布的假设和连续介质损伤力学理论,采用单轴压缩下煤岩损伤统计本构模型,用最优化方法确定该模型的关键参数,同时分析了各参数的物理意义,进而给出了冲击能指数和弹性能指数的理论计算方法,并提出了最大损伤速率和反应动态破坏时间的动态损伤应变新指标。数值试验和现场试验结果表明:采用最优化方法确定该模型参数能更好地拟合煤岩应力-应变全过程曲线;修正后与新提出的冲击倾向性指标理论计算方法合理可行,物理意义明确,能很好地反映煤层的冲击倾向性,为深入研究煤层冲击倾向性的本质提供了一种新的思路。

关键词：冲击倾向性;单轴压缩;煤岩;损伤;动态损伤应变;最大损伤速率;