坚硬顶板断裂震源模型及应力波远场震动效应

作者

王恩元冯俊军孔祥国刘晓斐沈荣喜
单位

中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室安全工程学院安徽工业大学建筑工程学院
摘要

煤矿开采过程中坚硬顶板断裂产生的冲击震动效应具有极大危害,为研究坚硬顶板断裂引发的远场震动效应,重点考虑煤矿特征尺度下坚硬顶板断裂裂纹扩展速度,分析了顶板断裂过程动力学演化特征,基于地震学位错震源理论,推导了坚硬顶板断裂滑移时空分布函数,建立了适用于分析煤矿特征尺度下坚硬顶板断裂过程的震源模型。以义马矿区千秋煤矿21141工作面巨厚砾岩层为例,基于该震源模型采用MATLAB和ANSYS/LS-DYNA软件模拟分析了坚硬顶板断裂产生的震动位移场幅值和震动能量。结果表明:新的震源模型可用于定量描述采场坚硬顶板断裂产生的远场震动效应。研究成果能够用于对顶板断裂冲击震动效应进行灾前评估,同时为深入揭示顶板扰动型冲击地压动力学机理提供了理论依据。
关键词

坚硬顶板震源模型裂纹扩展震动能量冲击地压
基金项目(Foundation)

“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFC0801401)；国家自然科学基金项目(51574231)；江苏高校优势学科建设项目；
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