开采速度提高1倍，冲击地压发生的可能性提高1倍吗？

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☞ 潘一山院士安排的新任务：开采速度对冲击地压的影响

近期，应潘一山院士要求
开展了开采速度和冲击地压关系的
理论研究

采用了一种简化的
弹性岩层-软化煤层模型
采用历时10余年自主开发的
岩层运动并行计算系统StrataKing
进行计算

采用了两种思路，10个方案

其一，方案1~方案5
逐列删除煤层单元
用开采一列煤层单元间隔的时步数目ΔN
描述开采速度
ΔN越小，代表开采越快

其二，方案6~方案10
逐块删除煤层单元
用每天进尺距离l
描述开采速度
l越小，代表开采越慢
上述两种思路的结果可以换算

研究发现，弹性岩层-软化煤层模型的
载荷-时步数目N曲线
具有峰值
根据潘院士的扰动响应失稳理论
这不就是冲击地压发生的临界应力吗
由此，给出了临界应力与ΔN之间的关系

↑不同开采方式的应力-N曲线

由此可以发现
总体上，随着ΔN的增加
临界应力-ΔN曲线有上凸的趋势
也就是说，随着ΔN的增加
临界应力的增加速度变缓

以逐列删除单元为例
ΔN从2000（开采速度最慢）到500
（开采速度越慢）下降了4倍
而临界应力仅下降了2.3倍

由此可以推测
开采速度下降了1倍
而冲击地压发生的可能性
虽然下降
但并没有下降到1倍
这对安全开采提出了挑战
在高开采速度冲击地压发生后
降低开采速度仍有较大的冲击地压风险

反之，开采速度提高了1倍
而冲击地压发生的可能性
虽然提高
但并没有提高到1倍
这有利于在保证不发生冲击地压条件下
通过提高开采速度提高煤矿产量

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