衝擊礦壓機理研究概述
1.1.1強度理論
早期的強度理論主要涉及煤(岩)體的破壞原因。認為井巷和采場周圍產生應力集中。當應力達到煤〔岩)強度的極限時，煤(岩)體突然發生破壞，形成衝擊礦壓，並對煤(岩)體形成應力集中的原因提出各種假說。如20世紀30年代末的拱頂理論和懸臂梁理論等等。近代強度理論以“礦體——圍岩”係統為研究對象。其主要特點是考慮“礦體——圍岩”係統的極限平衡。認為煤(岩)體的承載能力應是“煤體——圍岩”係統的強度，導致煤(岩)體破壞的決定因素不僅僅是應力值大小，而是它與岩體強度的比值。
70年代強度理論得到進一步的發展，Brauner提出煤(岩)體夾持理論，並導出煤體極限壓應力的計算公式。李七生等的研究將此理論做了進一步的完善。
1.1.2剛度理論
剛度理論是由Cook等人根據剛件壓力機理論而得到的。該理論認為：礦山結構的剛度大於礦山負載係統的剛度是發生衝擊礦壓的必要條件。近年來Petukhov在他所提出的衝擊礦壓機理模型中也引入了剛度條件。但他進一步將礦山結構的剛度明確為達到峰值強度後其裁荷——變形曲線下降的剛度。在剛度理論中，如何確定礦山結構剛度是否達到峰值強度後的剛度是一難題，它不能由試驗測定。數值方法可能是有效途徑之一，但目前的結果仍存在
一定的偏差，需要開展進一步的研究工作。
1.1.3能量理論
能量理論從能量轉化角度解釋衝擊礦壓的成因，是衝擊礦壓機理研究的一大進步。該理論認為礦體——圍岩係統在其力學平衡狀態遭破壞所釋放的能量大於所消耗的能量時發生衝擊礦壓。20世紀70年代Brauner提出衝擊礦壓的能量判據，該判據考慮了能量釋放與時間因素的相關件。其後，吳耀混等對此加以補充修正，引入空間坐際係統以說明衝擊礦壓發生的條件應同時滿足能量釋放的時間效應和空間效應。
衝擊發生的能量源03manbetx 至關重要。Petukhocv認為衝擊能量由被破壞的煤(岩)積蓄的能量和鄰接於煤柱或煤(岩)層邊緣部分的彈性變形能所組成、即從外部流人的能量賦予衝擊礦壓以動力。
剩餘能量理論認為剩餘能量的存在是圍岩動力失穩的力學原因，該理論20世紀70年代由美國人提出，其後得到了進一步的發展相應用。
能量理論說明礦體——圍岩係統在力學平衡狀態時，釋放的能量大於消耗的能量,衝擊礦壓就可能發生，但沒有說明平衡狀態的性質及其破壞條件，特別是圍岩釋放能量的條件，因此，衝擊礦壓的能量理論判據尚缺乏必要條件。
1.1.4衝擊傾向性理論
衝擊傾向性是指煤(岩)介質產生衝擊破壞的固有能力或屬性。煤(岩)體衝擊傾向性是產生衝擊礦壓的必要條件。衝擊傾向理論是波蘭和前蘇聯學者提出的，我國學者在這方麵作了大量的工作，提出用煤樣動態破壞時間、彈性能指數、衝擊能指數三項指標綜合判別煤的衝擊傾向的試驗方法。此外，在試驗方法、數據處理及綜合評判等研究中取得了一定的進展。
衝擊傾向理論的另一重要方麵是頂板衝擊傾向性的研究，而且也越來越引起人們的重視。這方麵的研究包括頂板彎曲能指標和長壁開采方式下頂板斷裂引起的煤層衝擊等。
顯然，用一組衝擊傾向指標來評價煤(岩)體本身的衝擊危險具有實際意義，並已得到了廣泛的應用。然而，衝擊礦壓的發生與采掘和地質環境有關，而且實際的煤(岩)物理力學性質隨地質開采條件不同而有很大差異，實驗室測定的結果往往不能完全代表各種環境下的煤(岩)性質，這也給衝擊傾向理論的應用帶來了局限性。
1.1.5穩定性理論
穩定性理論應用於衝擊礦壓問題最早可追溯到20世紀60年代中期NevilleCook的研究。剛性試驗機的出現使人們可以獲得受壓岩石的全應力——應變曲線，得到岩石峰後變形的描述，從而可以研究采動岩體的平衡以及這種平衡的穩定性。Lippmann將衝擊礦壓處理為彈塑性極限靜力平衡的失穩現象，進一步又提出煤層衝擊的“初等理論”，同—時期，章夢濤根據煤(岩)變形破壞的機理，認為煤(岩)介質受采動影響而在采場周圍形成應力集中。煤(岩)體內高應力區局部形成應變軟化介質與尚未形成應變軟化(包括彈性和應變硬化)的介質處於非穩定平衡狀態，在外界擾動下的動力失穩，形成腫衝礦壓，提出衝擊礦壓的失穩理論，並得到了初步的應用。
在目前的研究中。以斷裂力學和穩定性理論為基礎的圍岩近表麵裂紋的擴展規律、能量耗散和局部園岩穩定性研究備受關注大量研究農明裂紋的擴展方向受最大壓應力方向控製，圍壓對裂紋的擴展起限製作用。Vardoulakis研究指出近自由表麵的裂紋—旦開始擴展，將失去穩定，導致表麵局部屈曲，臨界屈曲應力隨自由表麵與裂紋間距離的減小而急劇減小。Dyskin對壁麵附近裂紋擴展方式及裂紋貫穿後的壁麵穩定進行了03manbetx ，認為比應力集中造成初始裂紋以穩定的方式平行於最大壓應力方向擴展。這種擴展與自由表麵相互作用加速了裂紋的增長並最終導致失穩擴展，裂紋麵出現分離，分離層屈曲破壞形成衝擊礦壓。並建立了一個二維裂紋擴展模型以計算非穩定裂紋起裂點的應力大小。Bazant等03manbetx 了近壁裂紋擴展引起的能量耗散及尺度效應，使對衝擊礦壓的能量估算成為可能。張曉春等在這方麵結合實際情況對近表麵裂紋擴展、壁麵局部穩定性作了初步的研究。探討了煤礦巷道附近圍岩層裂區的形成和破壞機理，通過理論分忻和試驗模擬，建立了煤礦片幫型衝擊礦壓發生的層裂板結構失穩破壞模型，認為巷道或采場壁麵的局部穩定是由高應力集中區內形成的層裂板結構區的穩定控製的，衝擊礦壓是煤逐形成的層裂板結構區的局部壓屈。齊慶新等在煤與岩石以及煤層之間摩擦滑動實驗研究基礎上，考察了煤礦衝擊礦壓煤岩層間結構粘滑失穩機製。
材料破壞的分叉理論是衝擊礦壓研究的一個重要方麵，Vardoulakis和Deborst等作了一係列的工作，並在數值計算上采用粘塑性、塑性應變梯度和Cosserat介質理論的本構關係等，以求實現對破壞失穩部位的預測。
近年來，突變理論在衝擊辦壓研究中也取得了一係列的進展。這包括：針對煤柱的非穩定問題，利用尖角突變模型，得到了判斷煤 ( 岩 ) 柱衝擊礦壓發生的必要條件和充分條件；03manbetx 水平力和垂直力控製的空間煤 ( 岩 ) 體係統失穩的分叉集以及由於它們變化而導致煤岩體狀態突變的過程。這些研究在煤岩體的本構關係方麵采用線性 ( 彈性 ) 和非線性 ( 應變軟化、損傷 ) 模型。