煤岩冲击倾向性直接指数测定规程--编制说明.pdf

《煤岩冲击倾向性直接指数测定规程》

编制说明

一、工作简况

1.任务来源

本文件是根据中关村绿色矿山产业联盟下达的2024年与绿色矿山相关的团

体标准编写计划制定的。

2.起草单位、参编单位

本文件起草单位：东南大学

参加编写单位：南华大学、中南大学、长安大学、中国矿业大学（北京）、

中国煤科开采研究院、贵州大学、兖矿集团、西安科技大学、江西理工大学、昆

明理工大学。

3.主要起草人

本文件起草人：宫凤强、司雪峰、赵毅鑫、潘俊锋、王志国、文志杰、黄达、

顾合龙、金解放、王超、徐磊、何志超、王云亮、闫景一、赵英杰。

二、制定标准的必要性和意义

目前，深部煤矿开采过程中遇到的冲击地压灾害越来越多。冲击地压是发生

在深部煤层开采过程中的煤抛出现象，释放出动能的同时而且伴随声响、震动、

气浪或冲击波，严重时可能造成顶底板破坏甚至摧毁巷道从而造成人员伤亡，属

于典型的深部工程地质灾害之一。煤抛出过程中，对承受对象（煤矿工人、支护

系统或掘进设备等）而言，会感受到不同程度的冲击动能，往往造成人员伤亡或

生产系统损毁。煤的冲击性是产生冲击地压的基础。煤的冲击倾向性是指煤积蓄

能量并产生冲击破坏的能力和固有属性，是产生冲击地压的必要条件。因此，煤

的冲击倾向性研究对于冲击地压机理、预测和防治非常重要，是评估和预测煤矿

冲击地压危险程度的主要依据之一，属于冲击地压领域的基础研究课题之一。

目前在国标GB/T25217.2-2010《冲击地压测定监测与防治方法第2部分：

煤的冲击倾向性分类及指数的测定方法》中规定，煤岩冲击倾向性是指煤具有的

积聚变形能并产生冲击破坏的性质，同时也给出了衡量煤岩冲击倾向性强弱程度

的4个指数，分别是弹性能量指数W、冲击能量指数K、单轴抗压强度σ和

ETEc

动态破坏时间DT。另外，很多研究人员也提出了煤岩各种冲击倾向性指数，例

如能量冲击性指数ACF、剩余弹性能指数CEF、冲击能速度指数WST、刚度冲击

性指数K、弹性变性能指数K、修正的冲击能指数W’、剩余能量释放速度

CF1CP

指数W、有效冲击能量速度指数W、峰值能量冲击性指数A’、峰值应变能

TDTCF

p

存储指数W、模量指数K、有效弹性能释放速率指数K、峰值弹性应变能

ETλET

和剩余弹性能指数等16种。

冲击地压发生是煤岩内部能量动态释放的结果，能量因素起主导作用，这是

对冲击地压最统一的认识。因此，能够以能量参数直接衡量煤岩释放动能的指数

定义为煤岩冲击倾向性直接指数；不能够以能量参数直接衡量煤岩释放动能的指

数定义为煤岩冲击倾向性间接指数。16种煤岩冲击倾向性指数大多数属于冲击

倾向性间接指数，无法以能量参数绝对值形式直接表征煤岩冲击倾向性程度，不

利于从本质上科学评判煤岩冲击倾向性。综上，从考虑煤岩受力全过程中的能量

储存、耗散和破坏耗能及释放动能的角度，制定煤岩冲击倾向性直接指数测定方

法非常必要。

对比分析已有的16种煤岩冲击倾向性指数，存在如下特点：①有的冲击倾

向性指数仅考虑煤样受压的峰前阶段或者峰后阶段，没有考虑煤样受力的全过程。

煤在单轴压缩下发生破坏释放出弹性应变能，和峰前加载阶段以及峰后破坏阶段

均密切相关，单纯考察峰前或峰后阶段以及峰值强度点，不能全面考虑煤样加载

中的能量演化全过程和冲击破坏后能量释放程度；②大部分冲击倾向性指数均

为无量纲的比值形式，无法定量刻画煤样破坏时释放出的冲击能量大小；③国标

GB/T25217.2-2010《冲击地压测定监测与防治方法第２部分：煤的冲击倾向性

分类及指数的测定方法》中的冲击倾向