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沖擊地壓是煤礦經(jīng)常發(fā)生的主要災害之一。煤巖沖擊傾向性研究是沖擊地壓機理研究的重要組成部分，是沖擊地壓預測預報及防范治理的基礎。世界上有關國家提出了各種鑒別沖擊傾向的指標，其中具有代表性的有彈性能量指數(shù)、彈性變形指數(shù)、最大塑性變形速度、含水量指數(shù)、脆性系數(shù)、脆性破壞系數(shù)有效沖擊能指數(shù)、極限能比、極限剛度比、破壞速度指數(shù)、應力應變時間特性指數(shù)及波蘭巖石彈性能指數(shù)等[1]。我國煤炭行業(yè)標準中規(guī)定采用試驗測得的沖擊能量指數(shù)KE、彈性能量指數(shù)WET、動態(tài)破壞時間DT作為煤層沖擊傾向性的分類指標[2]。
山東某礦主采煤層為3下煤，厚度3．70～8．35 m，平均厚7．14 m，開采深度700 m。在回采巷道掘進及工作面回采過程中出現(xiàn)了煤炮等沖擊地壓現(xiàn)象，但其強度和頻次尚未對生產(chǎn)有較大影響。隨著采深不斷增加，礦井開采范圍的擴大，發(fā)生沖擊地壓的危險必然增大。為保證安全生產(chǎn)，對主采煤層進行沖擊傾向性試驗研究是很有必要的。
1試驗條件
朝陽煤礦3下煤現(xiàn)采采區(qū)為三一采區(qū)，為使沖擊傾向性試驗研究更有代表性，分別在3105工作面切眼、3107工作面材料道、3107工作面膠帶道、3109工作面材料道、3109工作面膠帶道共5個地點取樣。放炮崩落大塊煤后立即現(xiàn)場封蠟，以保證與現(xiàn)場有相同的濕度和含水率，然后運抵實驗室，在實驗室內(nèi)經(jīng)過切、磨，加工成直徑50mm的圓柱體標準巖石試件。
試驗在MTS巖石電液伺服試驗機上進行，試驗機的精度、剛度都符合煤炭行業(yè)沖擊傾向性試驗要求。根據(jù)行業(yè)標準和多年的試驗經(jīng)驗，采用不同的加載方式和加載速率以測定煤層的沖擊性指標。每個取樣地點的試件均分作3組，每組3個試件，分別進行沖擊性能指標試驗。
2煤層沖擊傾向性試驗
2．1單軸抗壓強度及沖擊能量指數(shù)試驗
煤巖試件的單軸抗壓強度和沖擊能量指數(shù)試驗可以同時進行。根據(jù)經(jīng)驗在MTS上以0．0067mm/s的位移控制速度對試件進行準靜態(tài)加載，可以測得試件的單軸抗壓強度和單軸壓縮下的全應力應變曲線，并進行煤的沖擊能量指數(shù)計算。
值后消耗的變形能。
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