[发明专利]一种冲击地压启动能量阈值确定方法及冲击地压预测方法

摘要

本发明公开了一种冲击地压启动能量阈值确定方法及冲击地压预测方法，包括以下步骤：第一、制备煤样试件；第2、对煤样试件进行三轴加载试验并监测煤样声发射事件，获得整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线和煤样声发射事件演化曲线；第3、根据整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线，计算获得弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线；第4、将煤样声发射事件演化曲线与弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线组合成声发射事件与能量耗散演化特征曲线；第5、根据声发射事件与能量耗散演化特征曲线确定冲击地压启动能量阈值。本发明能够较好反映采动煤岩体能量值的分布状态，还能充分反映了深部煤岩体受力特征。

主权项

1.一种冲击地压启动能量阈值确定方法，其特征在于，其包括以下步骤：第一步：制备煤样试件；第二步、对煤样试件进行三轴加载试验并监测煤样声发射事件，获得整体三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线和煤样声发射事件演化曲线；第三步、根据所述的各种最小主应力下的三轴压缩偏应力‑轴向应变曲线，计算获得各种最小主应力下的弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线；第四步、将所述的各个最小应力下的煤样声发射事件演化曲线与弹性能比率和耗散能比率演化规律曲线通过origin数据分析软件获得每个最小主应力下对应的声发射事件与能量耗散演化特征曲线；第五步、根据所述声发射事件与能量耗散演化特征曲线确定冲击地压启动能量阈值：具体包括：第5.1步、根据每个最小主应力下对应的声发射事件与能量耗散演化特征曲线确定每个最小主应力下对应煤体裂纹非稳定性扩展的起点，将该起点作为冲击地压启动能量点，第5.2步：将获得的冲击地压启动能量点对应的煤样峰值强度以及轴向载荷利用公式(8)计算出在各个最小主应力下的冲击地压启动能量点的弹性应变能，其值可作为各个最小主应力下的冲击地压启动能量阈值。第5.3步、根据获得的各个最小主应力下的冲击地压启动能量阈值，通过拟合方式得到冲击地压启动能量阈值与最小主应力σ3的关系式为：Ue′＝Ucσ31.05473，R2＝0.98005  (9)式(9)中，σ3为最小主应力；Ue′——冲击地压启动能量阈值；Uc为单轴状态下极限能密度。