采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 831-841.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0401

• 论文 • 上一篇    下一篇

落锤动载作用下巷道冲击破坏模拟分析

王晓卿1,2,3,高富强1,2,3,吴拥政1,2,3,杨磊1,2,3,卢志国1,2,3,原贵阳1,2,3,付玉凯1,2,3   

  1. 1.中煤科工开采研究院有限公司,北京100013;2. 煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,
    北京100013;3. 煤炭科学研究总院开采研究分院,北京100013
  • 出版日期:2026-07-15 发布日期:2026-07-21
  • 通讯作者: 原贵阳,E-mail: yuanguiyangcoal@163.com,Tel: 18146506337
  • 作者简介:王晓卿(1988— ),男,河北省石家庄市人,博士,研究员,从事煤矿巷道围岩控制等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52274124);中煤科工开采研究院项目(KCYJY-2023-QN-02)

Simulation analysis on roadway burst failure under dynamic loading by hammer impact

  • Online:2026-07-15 Published:2026-07-21

摘要: 巷道冲击破坏是煤矿面临的主要动力灾害之一,巷道落锤冲击试验是研究巷道冲击破坏的有效方法。为指导巷道落锤冲击试验开展,开发巷道落锤冲击数值模拟方法,复现动静组合载荷诱发巷道冲击破坏过程,揭示落锤作用下巷道冲击破坏机制,分析静载、落锤冲击速度与落锤动能对巷道冲击破坏的影响。研究结果表明:落锤冲击在巷道围岩产生径向与切向应力波,切向应力波应力值较高,径向应力波应力值较低且往往出现拉压应力转换,围岩冲击破坏时应力波具有径向拉伸-切向卸载特征;提出径向拉裂-切向释能的双向应力波耦合致冲机制,径向应力波促使浅部围岩拉裂破坏,切向应力波在围岩局部破坏前、后积聚与释放弹性能,为破坏碎块提供冲击动能;动载和静载对巷道冲击破坏具有正向协同关系,静载主要影响切向应力波的起振应力,落锤冲击速度主要影响应力波的振幅,巷道冲击破坏对落锤冲击速度较为敏感;巷道是否发生冲击破坏及冲击剧烈程度并不完全取决于落锤动能,而对落锤冲击速度具有更强的依赖性,在开展落锤冲击试验时,应增设落锤冲击速度主动施加结构。研究成果有助于对动静组合载荷诱发巷道冲击破坏形成较为系统的认识,有效指导巷道落锤冲击试验开展。

关键词: 动静组合载荷, 落锤动载, 巷道冲击, 落锤冲击试验, 数值模拟

中图分类号: