2、能量理論
該理論認為,當?shù)V體與圍巖系統(tǒng)的力學平衡狀態(tài)破壞后所釋放的能量大于其破壞所消耗能量時,就會發(fā)生沖擊地壓。剛性理論也是一種能量理論,它認為發(fā)生沖擊地壓的條件是:礦山結構(礦體)的剛度大于礦山負荷系(圍巖)的剛度,即系統(tǒng)內(nèi)所儲存的能量大于消耗于破壞和運動的能量時,將發(fā)生沖擊地壓。但這種理論并未得到充分證實,即在圍巖剛度大于煤體剛度的條件下也發(fā)生了沖擊地壓。?
3、沖擊傾向理論
該理論認為,發(fā)生沖擊地壓的條件是煤體的沖擊傾向度大于實驗所確定的極限值??衫靡恍┰囼灮?qū)崪y指標對發(fā)生沖擊礦壓可能程度進行估計或預測,這種指標的量度稱為沖擊傾向度。其條件是:介質(zhì)實際的沖擊傾向度大于規(guī)定的極限值。這些指標主要有:彈性變形指數(shù)、有效沖擊能指數(shù)、極限剛度比、破壞速度指數(shù)等。??
上述三種理論提出了發(fā)生沖擊地壓的三個準則,即強度準則、能量準則和沖擊傾向度準則。其中強度準則是煤體破壞準則,能量準則和沖擊傾向度準則是突然破壞準則。三個準則同時成立,才是產(chǎn)生沖擊地壓的充分必要條件。??
4、失穩(wěn)理論
近年來,我國一些學者認為,根據(jù)巖石全應力——應變曲線,在上凸硬化階段,煤、巖抗變形(包括裂紋和裂縫)的能力是增大的,介質(zhì)是穩(wěn)定的;在下凹軟化階段,由于外載超過其峰值強度,裂紋迅速傳播和擴展,發(fā)生微裂紋密集而連通的現(xiàn)象,使其抗變形能力降低,介質(zhì)是非穩(wěn)定的。在非穩(wěn)定的平衡狀態(tài)中,一旦遇有外界微小擾動,則有可能失穩(wěn),從而在瞬間釋放大量能量,發(fā)生急劇、猛烈的破壞,即沖擊地壓。由此,介質(zhì)的強度和穩(wěn)定性是發(fā)生沖擊的重要條件之一。雖然有時外載未達到峰值強度,但由于煤巖的蠕變性質(zhì),在長期作用下其變形會隨時間而增大,進入軟化階段。這種靜疲勞現(xiàn)象,可以使介質(zhì)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在失穩(wěn)過程中系統(tǒng)所釋放的能量可使煤巖從靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)過程,即發(fā)生急劇、猛烈的破壞。?
三、沖擊地壓的防治
根據(jù)沖擊地壓發(fā)生的原因,可以制定防治沖擊地壓的措施。主要從兩個方面著手,一是避免產(chǎn)生應力集中區(qū)或降低應力集中,既防范措施,如避免形成孤立煤柱;二是對已產(chǎn)生的應力集中區(qū),想方設法如何緩慢釋放集中區(qū)煤巖體內(nèi)積聚的彈性潛能,既解危措施,如煤層預注水。
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