考虑顶底板夹持作用的冲击地压孕灾机制试验研究

李海涛^1,2，刘军³，赵善坤^1,2，蔡来生³，齐庆新^1,2，孔令海^1,2

1. 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院2. 煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室3. 北京昊华能源股份有限公司

摘 要：冲击地压的孕育和发生除应当具有足够能量源之外,能量的有效积聚同样至关重要。通过设计位移控制的夹持试验还原顶底板对煤层的约束作用,结果表明:岩石试块在轴向压力的作用下存在对于煤试块的闭锁作用,具体表现为加载端与中部监测点的位移不同步,该机制能够形成有效的能量积聚。同时,加载过程中煤试块局部位置表现出类似于纵波的变形传导现象,而较大轴压下出现的应力突然调整即为该现象的剧烈表现形式。研究指出,顶底板对于煤层的闭锁作用及煤层自身的变形传导对冲击地压的形成具有促进作用,现场实践表明,在近顶底板位置实施配合表面活性剂的高压注水,能够有效弱化接触面摩擦因数,实现煤壁深处变形能的可控释放,降低冲击危险性。

关键词：夹持作用;冲击地压;闭锁作用;变形传导;摩擦因数;能量积聚;