動靜載作用下煤巖多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價技術

鄧 志 剛

(1.煤炭科學技術研究院有限公司 安全分院，北京 100013；2.煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室，北京 100013)

0 引 言

我國多數礦井進入深部開采階段，沖擊地壓災害頻度、強度顯著增加[1]，沖擊地壓防治工作任重道遠。2018年8月1日，國家煤礦安全監(jiān)察局印發(fā)的《防治煤礦沖擊地壓細則》開始實施，規(guī)定：“開采具有沖擊傾向性的煤層必須進行沖擊危險性評價”，“開采沖擊地壓煤層必須進行采區(qū)、采掘工作面沖擊危險性評價”，“當評估煤層有沖擊傾向性時，應當進行沖擊危險性評價”，并且以沖擊危險性評價結果作為沖擊地壓監(jiān)測、卸壓等工作開展的依據。目前沖擊危險性評價方法較多。一類是以沖擊地壓主要誘因為切入點的沖擊危險性靜態(tài)評價技術，如竇林名等[2]提出的綜合指數法，綜合考慮了巖體結構、力學特性、地質因素等條件。姜福興等[3]采用模糊數學的方法，用垂直應力與煤體單軸抗壓強度的比值、彈性能量指數2個指標評價煤體的沖擊危險性，且根據應力疊加原理建立了沖擊危險性評價模型，后又在此基礎上提出了沖擊地壓分類評價技術手段。張科學等[6]綜合考慮開采深度、沖擊傾向性、煤層頂底板性質、地質構造、開采技術提出了基于層次分析法的煤層沖擊危險性模糊綜合評價模型。張宏偉等[7]應用地質動力區(qū)劃方法對煤礦沖擊危險進行評價。鄧志剛[10]基于三維地應力場反演技術開展了相關研究，綜合考慮構造應力、采動影響等因素，實現了對采區(qū)宏觀區(qū)域的沖擊危險評價。歐陽振華等[11]考慮瓦斯作用，將煤層氣屬性、抽采效果分析作為一類地質因素、開采技術條件，提出一種含瓦斯煤沖擊危險性改進型綜合指數評價方法。但是由于沖擊地壓致災機理不清，災害孕育、發(fā)展、發(fā)生的過程中影響因素繁雜，以及復雜多變的采掘及地質條件，致使靜態(tài)評價方法主要是宏觀上為煤層開采前的防沖工作提供一定參考，缺少對于采掘過程中因局部區(qū)域地質及開采條件變化、卸壓措施等因素引起的沖擊危險性動態(tài)變化的量化能力，因此，另一類基于現場監(jiān)測數據的沖擊危險性動態(tài)評價技術是當前研究工作的重點，如劉少虹等[12]基于地音與電磁波CT探測數據提出的沖擊危險性層次化評價方法；李宏艷等[14]基于微震監(jiān)測數據建立的考慮響應能量和無響應時間的沖擊危險性動態(tài)評價技術。姜福興等[15]應用礦壓觀測法觀測沖擊地壓工作面支架壓力、立柱壓縮量，判斷工作面頂板來壓規(guī)律，結合巷道的變形及其圍巖應力分布進行觀測，評價及預測沖擊危險性。何學秋等[17]采用電磁輻射法評價沖擊危險性，主要參數為電磁輻射強度和脈沖數。曹民遠等[19]采用數值模擬和理論計算的方法分析了采掘工作面應力擾動疊加的影響，提出了近直立煤層動態(tài)權重評價法的計算體系。但是沖擊地壓的孕災過程中既有靜態(tài)基礎量，又有動態(tài)變化量，因此目前僅依靠單一理論或方法快速、高精度的進行沖擊危險性評價難度較大。我國煤礦進入深部開采后，劇增的原巖應力場成為沖擊地壓災害發(fā)生的必要條件。覆巖斷裂、井下爆破等帶來的強動載擾動易成為誘發(fā)沖擊災變的充分條件，但目前沖擊危險性評價的研究工作中少有兼顧動靜載綜合作用的理論或方法。

為此，筆者以震動場、采動應力場表示孕災過程中動態(tài)變化量，以原巖應力場表示孕災過程中靜態(tài)基礎量。提出了波速異常指數、波速梯度指數、應力異常指數、應力梯度指數4個沖擊危險性評價指標，并在此基礎上建立了多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價技術以實現井下高精度沖擊危險性動態(tài)評價。

1 煤巖動載破壞試驗分析

1.1 典型煤巖動載破壞霍普金森壓桿試驗

分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗系統(tǒng)(圖1)由壓桿系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和數據采集處理系統(tǒng)3個部分組成。

圖1 SHPB試驗裝置Fig.1 SHPB experimental device

當動載試塊受到不同氣壓后獲得不同初速度撞擊入射桿，在桿內產生入射脈沖εi，試件在該應力作用下產生高速變形，同時產生反射脈沖εr和透射脈沖εt。如圖2所示。選取強沖擊傾向性煤樣試件4個，中砂巖試件4個，尺寸均為?50 mm×100 mm。本次試驗煤巖樣取樣點分別為某典型沖擊地壓礦井3-1煤回風大巷HF6導點處頂板和311102工作面煤層。煤巖物理力學參數見表1。分別采用氣壓0.2、0.4、0.6、0.8 MPa發(fā)射子彈，撞擊入射桿，記錄其入射、反射和透射波曲線。

圖2 SHPB試驗原理Fig.2 Principle of SHPB experimental

煤樣、巖樣入射波、反射波和透射波曲線如圖3、圖4所示，僅出示驅動應力為0.2、0.4、0.8 MPa時的結果。對比分析可知，隨著撞擊桿驅動應力增加，入射波波速幅值、入射波波速變化率均有所增加，反射波和透射波波峰和波谷增高，透射波持續(xù)時間縮短，這也和沖擊地壓發(fā)生的突然、猛烈性質一致。

圖3 煤樣不同氣壓下的波形Fig.3 Waveforms of coal under different air pressure

圖4 巖樣不同氣壓下的波形Fig.4 Waveforms of rock under different air pressure

1.2 典型煤巖動載破壞數值模擬

采取有限元方法對煤巖霍普金森壓桿試驗進行模擬，進一步分析動載作用下煤巖體損傷破壞機理。數值模型如圖5所示。模擬試件分為煤樣、巖樣、煤-巖組合樣，巖-煤組合樣，其中煤-巖組合樣是指震動波入射端在煤上，巖-煤組合樣是指震動波入射端在巖石上。煤樣、巖樣尺寸為?50 mm×100 mm，煤巖組合樣中煤、巖樣尺寸均為?50 mm×50 mm。入射桿、透射桿材料參數按鋼材設定[20]，密度為7 794 kg/m3，彈性模量為211 GPa，泊松比為0.285。

表1 煤巖物理力學參數

圖5 霍普金森試驗數值模型Fig.5 SHPB experiment numerical model

煤巖物理力學參數見表2。加載在入射桿端部的震動波信號為SHPB試驗中不同氣壓驅動子彈記錄的入射桿應變波信號。

表2 數值模擬參數

不同震動波作用下煤巖體應力、損傷分布如圖6—圖9所示，限于篇幅煤樣、巖樣僅出示驅動應力為0.2、0.4、0.8 MPa時的結果，煤巖組合樣僅出示驅動應力為0.2 MPa和0.8 MPa時的結果。分析可知，震動波作用引起煤巖應力重新分布，應力傳遞呈現分區(qū)傳遞特點，即存在應力傳遞優(yōu)勢面。在震動波波速峰值、波速變化率較低時，震動波對煤巖介質沒有破壞作用，即震動波對煤巖介質的破壞與損傷存在閾值。煤巖體發(fā)生破壞的位置同時是單元受拉損傷、受壓損傷極值位置，因此震動波作用下煤巖體破壞模式為拉壓復合破壞。無論震動波直接作用在巖石上還是煤上，煤巖組合試件的破壞主要發(fā)生在煤體上，說明巖石是能量傳播的路徑，煤體是能量耗散、釋放的主體，這也符合沖擊地壓主要發(fā)生在煤層中的事實。

圖6 煤樣應力與損傷分布情況Fig.6 Stress and damage distribution of coal specimen

圖7 巖樣應力與損傷分布情況Fig.7 Stress and damage distribution of rock specimen

圖8 煤-巖樣應力與損傷分布情況Fig.8 Stress and damage distribution of coal-rock specimen

圖9 巖-煤樣應力與損傷分布情況Fig.9 Stress and damage distribution of rock-coal specimen

1.3 震動場與煤巖沖擊危險性的關聯

依據采煤工作面和掘進工作面煤巖體破壞失穩(wěn)主要形式，結合SHPB試驗和數值模擬研究結果，煤巖體震動場與沖擊危險性的關系總結如下：①震動波是能量傳遞的載體，震動波所具有的能量超過一定閾值時可引起煤巖破壞，易誘發(fā)沖擊地壓災害。②震動波傳遞引起應力分布變化，應力傳遞沿優(yōu)勢面進行。隨著震動波能量增加，優(yōu)勢面周圍易出現煤巖損傷破壞，引起煤巖沖擊災變。③當震源位于巖層時，能量傳遞速度較快，在煤巖界面發(fā)生衰減，煤體在震動波作用下發(fā)生破壞；當震源位于煤層時，煤體對震動波傳遞速度相對較慢，能量多耗散在煤層中，主要誘發(fā)煤體破壞，對巖層造成的破壞較小。

2 煤巖動、靜載沖擊危險性評價指標

考慮動靜載作用煤巖沖擊危險性評價指標包括應力場相關指標和震動場相關指標，其中靜載作用主要表現為應力場的變化，動載作用主要引起震動場的變化。

2.1 應力場沖擊危險性評價指標

基于煤礦沖擊地壓應力控制理論[21]，煤巖體沖擊破壞是應力作用的結果，一是取決于應力絕對值大小，二是應力梯度變化。因此，建立應力異常指數和應力梯度指數。

應力異常指數表征一定區(qū)域內不同位置應力差異的指標，計算公式為

(1)

式中：γσ為應力異常指數；σr為監(jiān)測區(qū)域某點應力，MPa；σmax、σmin分別為監(jiān)測區(qū)域內實時應力最大值和最小值，MPa。

應力梯度指數是表征一定區(qū)域內不同位置應力變化速度差異的指標，計算公式為

(2)

式中：gσ為應力梯度異常指數；gσr為監(jiān)測區(qū)域內某一點的應力場梯度；gσmax、gσmin分別為監(jiān)測區(qū)域內應力最大、最小梯度。

2.2 震動場沖擊危險性評價指標

綜上，震動場波速絕對值、變化速率對煤巖破壞有顯著影響。因此，提出表征震動波波速的波速異常指數和表征震動波波速變化速率的波速梯度指數，作為2個基于震動場的沖擊危險性動態(tài)評價指數。

波速異常指數表征一定區(qū)域內不同位置震動波波速的差異，計算公式為

(3)

式中：γθ為波速異常指數；θr為監(jiān)測區(qū)域某點震動波波速，m/s；θmax、θmin分別為監(jiān)測區(qū)域內震動波波速最大值和最小值，m/s。

波速梯度指數gθ是通過震動場波速變化速率表征煤巖體發(fā)生沖擊地壓的危險程度，計算公式為

(4)

式中：gθ為波速梯度異常指數；gθr為監(jiān)測區(qū)域內某一點的震動波波速梯度；gθmax、gθmin為監(jiān)測區(qū)域內震動波波速最大、最小梯度。

3 煤巖多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價技術

結合筆者以往研究[22]和上述研究成果可知，一方面煤巖應力場改變可以直接引起介質中震動波波速變化，且波速變化前的幅值與變化幅度均與應力場大小相關；另一方面，震動場傳遞會造成煤巖應力場的重新分布。因此，考慮動、靜載作用開展煤巖沖擊危險性動態(tài)評價關鍵在于分析震動場-應力場的耦合作用。

煤炭開采之前，煤巖體處于重力和構造應力組成的原巖應力場之中；開采過程中，煤巖體形成采動應力場；原巖應力場和采動應力場相互作用，煤巖體損傷變形，震動產生，以彈性波的形式向外傳播形成震動場。沖擊地壓是原巖應力場、采動應力場和震動場綜合作用的結果，煤巖體中多場耦合關系如圖10所示。

圖10 煤巖體中多場耦合關系Fig.10 Field in coal rock mass and its coupling relationship

為了準確描述煤巖體中各種場的關系，從沖擊危險性評價角度建立統(tǒng)一數學模型

2008年，我曾經寫過一篇《四通八達的社會》。當時，有編輯問我：十年之后的你，究竟是什么樣子？我想了一下回答說：應該更好吧……

R(ti,s;mj)=0 (i,j=1,2,3，…)

(5)

式中：ti為場的變量，一般情況下有多個，既可以是標量也可以是矢量；s為場的源或者匯，通常只有一個；mj為煤巖體的物理性質變量，如彈性模量、泊松比、剪切模量、波速等多個變量。

基于該函數煤巖體中的3種場的沖擊危險性評價具體表達式如下：

1)原巖應力場為

Y(h,c,f;ρ,μ)=0

(6)

式中：h為采深；c為地應力；f為體積力；ρ為煤巖體密度；μ為泊松比。

2)震動場為

S(x,y,z,t,E,f;ρ,μ)=0

(7)

式中：x、y、z為震源的位置坐標；t為發(fā)震時間；E為震源能量。

3)采動應力場為

F(u,f;ρ,μ)=0

(8)

3.1 原巖應力場與采動應力場(RM)耦合沖擊危險性評價模型

原巖應力場沖擊危險性評價指標見表3。原巖應力場沖擊危險性指數定義為

R=(R1+R2+R3+R4)/4

(9)

表3 原巖應力場沖擊危險性評價指標

其中，R1、R2、R3、R4為不同評價指標得分。原巖應力沖擊危險性反映煤巖體自身發(fā)生沖擊地壓的固有屬性，其數值大小反映了煤巖體采動后，發(fā)生自發(fā)型沖擊地壓的可能性和危險性。原巖應力場沖擊危險性指數取值與沖擊危險等級關系見表4。

表4 原巖應力場沖擊危險性等級劃分標準

采動應力沖擊危險指標包括：應力異常指數和應力梯度指數。二者取值與沖擊危險等級之間的關系見表5、表6。

表5 應力異常指數沖擊危險性等級劃分標準

表6 應力梯度指數沖擊危險性等級劃分標準

基于原巖應力場與采動應力場耦合的沖擊危險性評價模型為

DRM=a1R+b1γσ+c1gσ

(10)

其中：DRM是原巖應力場與采動應力場耦合的沖擊危險性評價指數；a1，b1，c1分別為原巖應力場和采動應力場耦合沖擊危險性評價權重系數，不同礦井取值不同。原巖應力場與采動應力場耦合的沖擊危險性指數取值與沖擊危險等級之間的關系見表7。

表7 原巖應力場與采動應力場耦合沖擊危險性等級劃分標準

3.2 原巖應力場與震動場(RS)耦合沖擊危險性評價模型

震動場沖擊危險性指標包括：波速異常指數和波速梯度指數。二者取值與沖擊危險等級之間的關系見表8、表9。

表8 波速異常指數沖擊危險性等級劃分標準

表9 波速梯度指數沖擊危險性等級劃分標準

原巖應力場與震動場耦合的沖擊危險性評價模型為

DRS=a2R+b2γθ+c2gθ

(11)

其中：DRS為原巖應力場和震動場耦合的沖擊危險性評價指數；a2，b2，c2為原巖應力場和震動場耦合沖擊危險性評價權重系數，不同礦井取值不同。原巖應力場與震動場耦合的沖擊危險性指數取值與沖擊危險等級之間的關系見表10。

表10 原巖應力場與震動場耦合沖擊危險性等級劃分標準

3.3 采動應力場與震動場(MS)耦合沖擊危險性評價模型

采動應力場與震動場耦合沖擊危險性評價模型為

DMS=a3γσ+b3gσ+c3γθ+d3gθ

(12)

其中：DMS為采動應力場與震動場耦合沖擊危險性評價指數；a3，b3，c3，d3分別為應力異常指數，應力梯度指數，波速異常指數，波速梯度指數的權重系數，不同礦井取值不同。采動應力場與震動場耦合的沖擊危險性指數取值與沖擊危險等級之間的關系見表11。

表11 采動應力場與震動場耦合沖擊危險性等級劃分標準

3.4 多場耦合(RMS)沖擊危險性動態(tài)評價模型

沖擊地壓發(fā)生的本質是煤巖體具有的沖擊能量超過圍巖吸收能量的極限。應力場可以表現煤巖體未受擾動的地應力場和受采動影響而形成的采動應力場，是煤巖體承受應力的狀態(tài)量。震動場主要表現煤巖體無法承受外部高應力差作用發(fā)生損傷破壞，在此過程中以震動形式釋放出能量的時空域，可以表現煤巖體積蓄能量的過程。沖擊地壓的不僅發(fā)生在高應力區(qū)，也發(fā)生在煤巖體由低應力區(qū)向高應力區(qū)轉化的過程中，采用煤巖體多場耦合的方法可以充分全面評價監(jiān)測區(qū)域的沖擊危險性。

基于上述對RM耦合、RS耦合和MS耦合的沖擊危險性評價模型，構建煤巖體多場耦合(RMS)沖擊危險性動態(tài)評價模型。沖擊危險性指數算法如下

D=DRM+DRS+DMS

(13)

多場耦合沖擊危險性評價指數D與沖擊危險性等級的對應關系見表12。

表12 多場耦合(RMS)沖擊危險性等級劃分標準

4 工程應用

選取典型沖擊地壓礦井311202工作面為現場，開展相關應用。

4.1 工作面概況

311202工作面是該礦井12盤區(qū)第2個回采工作面，是首個沿空回采工作面，位于12盤區(qū)北部，為311201接續(xù)工作面，東部以12盤區(qū)輔運大巷為界，西部至12盤區(qū)西部邊界，南部為實體煤，北部為正在回采的311201工作面，保護煤柱寬度6 m。該工作面采用走向長壁綜合機械化一次采全高采煤法，采高5.25 m，工作面傾斜長度299 m，走向長度3 140 m，全部垮落法管理頂板，兩回采巷道采用液壓支架進行超前支護。工作面布置如圖11所示。

圖11 311202工作面布置Fig.11 Layout of No.311202 mining face

經鑒定，3-1煤及其頂底板均具有弱沖擊傾向性，3-1煤層沖擊危險等級為中等沖擊危險。311202工作面所在地層構造形態(tài)總體為一向北西傾斜的單斜構造，傾向300°～320°、傾角1°～3°，地層產狀沿走向及傾向均有一定變化，沿走向發(fā)育有寬緩的波狀起伏。311202工作面受DF19、DF18、F22、F24斷層影響較大，其中DF19斷層影響最為顯著，該斷層走向長度約1 200 m，落差6.5～10.0 m，預計影響311202工作面走向長度560 m，對生產過程中的沖擊地壓災害影響最大。311202工作面主要斷層情況見表13，311202工作面煤層頂底板結構特征見表14。

表13 311202工作面斷層特征

表14 311202工作面煤層頂底板結構特征

4.2 多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價

原巖應力場包括重力場和構造應力場，通過地應力測試及三維反演可得到。采動應力場通過應力在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測得到。在311202回風巷生產幫安設應力在線監(jiān)測系統(tǒng)，距離開切眼60 m生產幫側安設第1組應力測點，之后每隔40 m安設一組，共布置10組，主要監(jiān)測工作面超前300 m范圍內回風巷一側煤體采動應力分布情況；每組垂直于煤壁施工2個?44 mm應力鉆孔，孔深分別為11 m和16 m，鉆孔間距1 m。當測點與工作面距離小于30 m時開始回撤，隨著工作面回采，測點依次前移，直至回采結束。測點布置方案如圖12所示。收集了311202工作面2019年5月至11月的回風巷采動應力監(jiān)測數據，并進行了分析和應用。

圖12 應力在線監(jiān)測測點布置Fig.12 Layout of measuring points for online stress monitoring

工作面震動場數據由ARAMIS M/E微震監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測得到。311202工作面測站布置情況如圖13所示。井下布置4臺微震拾震器(編號S9至S12)和6個移動式監(jiān)測探頭(編號T19至T24)，地面布置1臺編號為A2礦震測站組成聯合監(jiān)測網，對工作面進行全面監(jiān)測。

圖13 311202回采工作面微震監(jiān)測系統(tǒng)測站布置Fig.13 Arrangement of the station of microseismic monitoring system in No.311202 mining face

選取311202工作面回采至距離DF19斷層10 m時，開始揭露DF19斷層時以及揭露DF19斷層295 m時，3個時間節(jié)點311202工作面超前150 m范圍內的沖擊危險性評價情況。

回采至距離DF19斷層10 m時，計算原巖應力場沖擊危險性指數R，3-1煤層平均采深620 m，R1=3；工作面距離斷層10 m，R2=4；工作面前方無背斜或向斜，R3=1；該區(qū)域未發(fā)生過沖擊地壓，R4=1。根據式(9)計算得到R=2.3。按照式(1)、式(2)計算得到γσ=2.3，gσ=3.3。311202工作面最大主應力與水平應力比約為1，取a1=b1=c1=0.5，根據式(10)計算得到DRM=4.0。同理計算出，揭露斷層時DRM=5.0；揭露斷層295 m時DRM=4.0。

回采至距離DF19斷層10 m時，R=2.3；根據式(3)、(4)計算得到γθ=3.4，gθ=5.0；工作面最大主應力與水平應力比約為1，取a2=b2=c2=0.5，根據式(11)計算得到DRS=5.4。同理計算出，揭露斷層時DRS=6.5；揭露斷層295 m時DRS=4.5。

回采至距離DF19斷層10 m時，根據式(1)、式(2)計算得到γσ=2.3，gσ=3.3；根據式(3)、式(4)計算得到γθ=3.4，gθ=5.0。311202工作面最大主應力與水平應力比約為1，取a3=b3=c3=d3=0.5，根據式(12)計算得到DMS=7.0。同理計算出，揭露斷層時DMS=9.2；揭露斷層295 m時DMS=6.2。

根據式(13)計算得到，回采至距離DF19斷層10 m時D=16.4，具有強沖擊危險性；揭露斷層時D=20.7，具有強沖擊危險性；揭露斷層295 m時D=14.7，具有中等沖擊危險性。

4.3 評價結果驗證與對比

依據311202工作面回采期間超前工作面300 m范圍內微震監(jiān)測數據、鉆孔應力監(jiān)測數據平均值驗證評價結果。在距離DF19斷層10 m附近，當天微震釋放總能量約為19 300 J，單次最大能量為7 000 J，微震事件26次；揭露斷層時，當天微震釋放總能量約為22 300 J，單次最大能量約為9 000 J，微震事件17次；揭露斷層296 m附近，當天微震釋放總能量約為7 700 J，單次最大能量約為6 000 J，微震事件6次。從微震事件能量、頻次中可以看出沖擊危險性降低。在距離斷層10 m附近、揭露斷層附近以及揭露斷層296 m附近選取3個煤層鉆孔應力測點，3個測點應力監(jiān)測數據如圖14所示。工作面推進過程中煤層應力數值增加，強沖擊危險區(qū)域應力始終高于中等沖擊危險區(qū)域。微震和煤層鉆孔應力監(jiān)測數據驗證了沖擊危險性動態(tài)評價結果的合理性。

圖14 煤層鉆孔應力監(jiān)測數據平均值Fig.14 Average values of stress monitoring datas in coal seam

應用綜合指數法對該工作面整體的沖擊危險性進行了評價。根據地質條件確定311202工作面沖擊危險性綜合指數Wt1為0.57，開采技術條件確定311202工作面沖擊危險性綜合指數Wt2為0.47，具體取值見表15和表16。Wt=max{Wt1,Wt2}=0.57，確定工作面沖擊危險等級為中等。

表15 地質條件影響下311202工作面沖擊危險性等級

表16 開采技術條件影響下311202工作面沖擊危險性等級

對比綜合指數法評價結果，多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價結果綜合了原巖應力場、采動應力場和震動場的相關數據，考慮因素更加全面，評價的精確性更高。因此，多場耦合工作面沖擊危險性動態(tài)評價方法具有較強的準確性、實用性，為煤礦沖擊地壓危險性評價提供了新途徑。

5 結 論

1)動載無論直接作用在巖石上還是煤體上，煤巖組合體的破壞主要發(fā)生在煤體中。能量以震動波形式傳遞，引起應力場的重新分布，當震動波能量超過一定閾值時，造成煤體破壞，其中巖石是能量傳遞路徑，煤是能量耗散、釋放主體。

2)震動場與應力場之間存在耦合作用。一是應力場改變可以直接引起介質中震動波波速變化，且波速變化前的幅值與變化幅度均受應力場影響；二是震動場傳遞會造成煤巖應力場的重新分布。震動場-應力場的耦合作用是考慮動靜載作用開展煤巖沖擊危險性動態(tài)評價的關鍵。

3)考慮動靜載作用，以原巖應力場表示煤巖孕災過程的靜態(tài)基礎量，以采動應力場和震動場表示煤巖孕災過程的動態(tài)變化量，以波速異常指數、波速梯度指數、應力異常指數、應力梯度指數為評價指標，建立了煤巖多場耦合沖擊危險性動態(tài)評價技術，并成功應用于現場。