。1076 北京科技大学学报 第29卷 信号相对集中且计数率也越高，说明顶板强度越高， 则冲击倾向性亦越强. 361 1.4顶板厚度对冲击的影响规律 选取三河尖矿的顶底板和煤样，加工成六组顶 板一煤体高度比值不同的标准组合试样，每组三个 试件，进行单轴循环加卸载抗压实验 0.006 0.012 0.018 应变 图6所示为冲击能指数与顶板和煤层高度比值 之间的一次线性关系曲线，可以看出当顶板与煤层 图7组合煤岩试样应力应变曲线 高度比值大于0.6时，顶板厚度越大，冲击能指数越 Fig 7 Stressstrain curves of combined coalrock samples 大，则冲击倾向性就越强 6 2强度弱化治理效果检验方法 y=5.4085x-3.4895 R2-0.9806 现场利用卸压爆破弱化煤岩体强度释放煤体中 3 2 多余弹性能以达到降低冲击危险的目的0，但是 如何检验卸压爆破效果对于动态防治冲击矿压就显 0.7 0.9 1.1 1.3 1.5 1.7 得十分必要.为此本文在上述实验的同时，测定了 顶板与煤样高度比值 组合煤岩试样冲击破坏过程中的电磁辐射规律，以 图6冲击能指数与顶煤高度比值关系曲线 便现场检验卸压爆破效果 Fig.6 Relation between bursting energy index and the ratio of roof 研究结果见图8所示，其分别表示组合煤岩试 height to coal height 样在载荷作用下变形破坏的载荷p与时间t曲线以 图7所示为组合煤岩试样加载过程的应力一应 及电磁辐射强度分布，结果表明： 变全程曲线，图中曲线①是煤岩比为0.3的组合试 (1)试样受载变形破裂的峰前阶段，电磁辐射 样A,曲线②是煤岩比为0.47的组合试样B,曲线 强度基本上随着载荷的增大而增强.第一次载荷最 ③是纯煤试样C.从实验结果可知，组合煤岩试样 值点(115s左右句电磁辐射信号出现一次明显增加， 比纯煤试样破坏猛烈.顶板岩样越高，煤破坏程度 第二次载荷最值点(230s左右)电磁辐射信号亦如 越猛烈，冲击倾向性就越强. 此. 综上所述，通过实验发现，顶板特别是坚硬厚层 (2)试样冲击性破坏以前，电磁辐射强度增幅 顶板在诱发煤体冲击过程中起着关键作用.煤样强 与载荷增幅呈正相关关系：而在冲击破坏前兆，电磁 度、顶板强度及厚度越高，则冲击倾向性越强，越易 辐射强度突然增加，随后发生突降 诱发冲击矿压 由上可知，电磁辐射强度在煤体发生冲击破坏 因此，可以通过深孔卸压爆破（或主动切断坚硬 前兆，首先突然增加，随后产生突降，冲击破坏发生 顶板中一个分层)弱化煤岩结构的强度以及降低坚 之后，又恢复到正常值.因此，煤岩体卸压爆破后电 硬顶板的厚度，来消除或降低其内部所积聚的大量 磁辐射信号强度能否产生突降就成为检验卸压爆破 弹性能，以达到降低或消除冲击危险的目的 效果的一个重要依据 440F 60r 396 (b) (a) 50 352 308 264 220 100 176 132 10 8 44 60 120 180240 300 360 0 4080120160200240280320360 时间⅓ 时间s 图8实验结果.(a)载荷时间曲线：(b)电磁辐射强度分布 Fig 8 Experimental results:(a)curve of load to time (b)distribution of EME intensity信号相对集中且计数率也越高, 说明顶板强度越高, 则冲击倾向性亦越强 . 1.4 顶板厚度对冲击的影响规律 选取三河尖矿的顶底板和煤样, 加工成六组顶 板-煤体高度比值不同的标准组合试样, 每组三个 试件, 进行单轴循环加卸载抗压实验. 图 6 所示为冲击能指数与顶板和煤层高度比值 之间的一次线性关系曲线, 可以看出当顶板与煤层 高度比值大于 0.6 时, 顶板厚度越大, 冲击能指数越 大, 则冲击倾向性就越强 . 图 6 冲击能指数与顶煤高度比值关系曲线 Fig.6 Relation between bursting energy index and the ratio of roof height to coal height 图 8 实验结果.( a) 载荷-时间曲线;( b) 电磁辐射强度分布 Fig.8 Experimental results:( a) curve of load to time;( b) distribution of EME intensity 图 7 所示为组合煤岩试样加载过程的应力-应 变全程曲线, 图中曲线 ①是煤岩比为 0.3 的组合试 样A, 曲线 ②是煤岩比为 0.47 的组合试样 B, 曲线 ③是纯煤试样 C .从实验结果可知, 组合煤岩试样 比纯煤试样破坏猛烈.顶板岩样越高, 煤破坏程度 越猛烈, 冲击倾向性就越强. 综上所述, 通过实验发现, 顶板特别是坚硬厚层 顶板在诱发煤体冲击过程中起着关键作用.煤样强 度、顶板强度及厚度越高, 则冲击倾向性越强, 越易 诱发冲击矿压. 因此, 可以通过深孔卸压爆破( 或主动切断坚硬 顶板中一个分层) 弱化煤岩结构的强度以及降低坚 硬顶板的厚度, 来消除或降低其内部所积聚的大量 弹性能, 以达到降低或消除冲击危险的目的. 图7 组合煤岩试样应力应变曲线 Fig.7 Stress-strain curves of combined coal-rock samples 2 强度弱化治理效果检验方法 现场利用卸压爆破弱化煤岩体强度释放煤体中 多余弹性能以达到降低冲击危险的目的 [ 7-10] , 但是 如何检验卸压爆破效果对于动态防治冲击矿压就显 得十分必要.为此本文在上述实验的同时, 测定了 组合煤岩试样冲击破坏过程中的电磁辐射规律, 以 便现场检验卸压爆破效果. 研究结果见图 8 所示, 其分别表示组合煤岩试 样在载荷作用下变形破坏的载荷 p 与时间 t 曲线以 及电磁辐射强度分布, 结果表明 : ( 1) 试样受载变形破裂的峰前阶段, 电磁辐射 强度基本上随着载荷的增大而增强 .第一次载荷最 值点( 115 s 左右) 电磁辐射信号出现一次明显增加, 第二次载荷最值点( 230 s 左右) 电磁辐射信号亦如 此 . ( 2) 试样冲击性破坏以前, 电磁辐射强度增幅 与载荷增幅呈正相关关系;而在冲击破坏前兆, 电磁 辐射强度突然增加, 随后发生突降. 由上可知, 电磁辐射强度在煤体发生冲击破坏 前兆, 首先突然增加, 随后产生突降, 冲击破坏发生 之后, 又恢复到正常值 .因此, 煤岩体卸压爆破后电 磁辐射信号强度能否产生突降就成为检验卸压爆破 效果的一个重要依据. · 1076 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 29 卷