CN112196536A - 基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，包括以下步骤：一、模拟试验推进速度的初次设定；二、数值模拟试验；三、基于采动应力的加卸载作用确定采煤工作面推进速度；四、确定采煤工作面推进过程中产生的冲击地压的能量；五、判断三种推进速度对应的冲击地压的能量是否均超过发生冲击地压灾害的临界能量值；六、模拟试验推进速度的重设；七、基于采动应力下覆岩结构能量释放确定采煤工作面推进速度；八、采煤工作面合理推进速度的确定。本发明充分考虑了煤岩采动应力对矿井推进速度的影响，为现场选择合理的推进速度提供了有利依据，为现场选择合理的推进速度提供了有利依据，能够实现煤矿的安全高效开采。
Description
技术领域
本发明属于煤层开采技术领域，具体涉及一种基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法。
背景技术
随着煤矿开采深度不断增加，冲击地压、瓦斯等自然灾害加重，有些矿井灾害耦合叠加，隐蔽致灾因素凸显，重大风险不确定性居高难下，防治难度进一步加大。冲击地压灾害与矿井开采深度、开采速度密切相关。因此，科学的确定冲击地压矿井采煤面的推进速度，是煤矿安全生产领域亟待解决的当务之急。推进速度的不同影响了围岩应力转移过程的完整程度；推进速度的不同造成了单位时间开采截深的变化，从而影响了围岩的加卸载过程以及加载速率的变化；推进速度的不同对岩石蠕变时间也有一定的影响，从而影响了岩石的变形及应力分布。防治冲击地压的致灾机理尚未研究清楚，调研和实验证明，随着开采深度增加，冲击地压频次和强度明显增加；开采速度增加，冲击地压频次和能量明显增加。
目前，确定矿井采煤面推进速度的方法没有充分考虑到煤岩采动力学的影响；通过研究回采采煤工作面推进速度与矿压显现特征间关系、推进速度对采空区矸石压缩变形及覆岩结构稳定的影响，确定采煤面推进速度的方法没有充考虑到覆岩结构能量释放对推进速度的影响；确定矿井采煤面的推进速度方法未能综合考量采动应力的加卸载作用及覆岩结构能量释放的情况对推进速度的影响；现有的实验研究大多以上覆岩层自重为载荷模拟煤岩的受力状态，没有考虑加载速度及煤岩实际赋存条件的影响，实验得到的破坏特征与真实情况下偏差较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其通过预设三种不同的推进速度分别代表高速推进、中速推进和低速推进，同时以三种不同的推进速度进行煤岩单轴力学试验，同时通过对比基于采动应力的加卸载作用确定的采煤工作面推进速度和基于采动应力下覆岩结构能量释放确定的采煤工作面推进速度，充分考虑了煤岩采动应力对矿井推进速度的影响，对冲击地压矿井推进速度的确定提供了有利指导，并为现场选择合理的推进速度提供了有利依据；对矿井选取合理的采煤工艺、改善采场支护状态、确定回采巷道超前支护、防治矿井动力灾害有积极的意义，能够实现煤矿安全且高效的开采。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、模拟试验推进速度的初次设定：初次设定ν1、ν2和ν3三种不同推进速度作为模拟试验推进速度，其中，ν1＞ν2＞ν3＞0，ν1、ν2和ν3的单位均为m/d；ν1、ν2和ν3中第i个推进速度记作νi，i为正整数，且i的取值为1，2，3；
步骤二、数值模拟试验：根据实际矿井模型建立矿井模拟模型，并设置边界条件和煤层上覆各岩层的岩石力学参数，然后模拟第i个推进速度下的开采，得到第i个推进速度下超前支承压力分布曲线、以及采煤工作面前方200m处的煤层在第i个推进速度下对应的应力-时间曲线；
步骤三、基于采动应力的加卸载作用确定采煤工作面推进速度，过程如下：
步骤301、取采煤工作面前方未受采动影响区域的煤块在实验室取样机上加工成标准圆柱形试件作为待测煤岩试件；
步骤302、按照第i个推进速度对应的应力-时间曲线在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加卸载试验，直至待测煤岩试件破坏，得到在第i个推进速度下待测煤岩试件破坏后的泊松比μi、弹性模量Ei和抗压强度σi；
当σ1、σ2和σ3均小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ＝max(σ1,σ2,σ3)相对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'，其中，ν'的单位为m/d；
当σ1、σ2和σ3中有两个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的两个强度值中较大的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
当σ1、σ2和σ3中有且仅有一个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ1、σ2和σ3中小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
步骤四、确定采煤工作面推进过程中产生的冲击地压的能量：根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi；
步骤五、判断三种推进速度对应的冲击地压的能量是否均超过发生冲击地压灾害的临界能量值：当Edh1、Edh2和Edh3均超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤六；当Edh1、Edh2和Edh3中至少有一个未超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤七；
步骤六、模拟试验推进速度的重设：将前一次设定的三种推进速度均进行降低后得到三种新的推进速度，同时循环步骤二至步骤五；
步骤七、基于采动应力下覆岩结构能量释放确定采煤工作面推进速度：基于采动应力下覆岩结构能量释放的采煤工作面推进速度ν”采用下列公式计算：
式中：T为周期来压的时间，单位为d，L为Edh1、Edh2和Edh3中未超过发生冲击地压灾害的临界能量值且最大的一个冲击地压的能量对应的顶板极限悬空长度，单位为m；
步骤八、采煤工作面合理推进速度的确定：取ν'和ν”中较小的值作为矿井的合理推进速度v，即ν＝min(ν',ν”)。
上述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤一中，ν1的取值大于5.6m/d，ν2的取值在3.2m/d到5.6m/d之间，ν3的取值小于3.2m/d。
上述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤301中，采煤工作面前方未受采动影响区域对应的就是第i个推进速度对应的超前支承压力分布曲线上标记的超前支承压力峰后影响范围Si前方的区域；进行待测煤岩试件的对应煤块的取样时，S1、S2和S3均位于煤块的取样区域的后方。
上述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤303中，以0.5MPa/s～1.0MPa/s的速率，在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加载直至待测煤岩试件破坏，得到待测煤岩试件的单轴抗压强度。
上述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤四中根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，具体过程如下：
步骤401、根据公式
得到第i个推进速度下煤岩体内积聚的弹性能Edi，其中，H为平均开采深度；h为平均煤层厚度；HD为地标至煤层中部的平均铅垂距离；γ为煤岩体的容重；
步骤402、根据公式Edhi＝Edi×Li -α得到第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，其中，α为煤岩体介质中震动波传播时的能量衰减指数。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过预设三种不同的推进速度分别代表高速推进、中速推进和低速推进，同时以三种不同的推进速度进行煤岩单轴力学试验，对不同推进速度下的冲击危险进行评估，以对应于无、弱、强的三种冲击地压类型，进而有助于确定合理的采煤工作面推进速度，以达到安全且高效开采的目的。
2、本发明通过分析三种不同推进速度下支承压力的分布特征，对矿井选取合理的采煤工艺、改善采场支护状态、确定回采巷道超前支护、防治矿井动力灾害有积极的意义。
3、本发明通过将试验得到待测煤岩试件的强度和单轴抗压强度进行比较，能够保证安全开采，同时避免发生冲击地压的可能；通过选择待测煤岩试件的强度低于单轴抗压强度中的较大的一个推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度，能够在安全开采的同时达到高效开采的目的。
4、本发明通过对比基于采动应力的加卸载作用确定的采煤工作面推进速度和基于采动应力下覆岩结构能量释放确定的采煤工作面推进速度，充分考虑了煤岩采动应力对矿井推进速度的影响，对冲击地压矿井推进速度的确定提供了有利指导，并为现场选择合理的推进速度提供了有利依据。
综上所述，本发明通过预设三种不同的推进速度分别代表高速推进、中速推进和低速推进，同时以三种不同的推进速度进行煤岩单轴力学试验，同时通过对比基于采动应力的加卸载作用确定的采煤工作面推进速度和基于采动应力下覆岩结构能量释放确定的采煤工作面推进速度，充分考虑了煤岩采动应力对矿井推进速度的影响，对冲击地压矿井推进速度的确定提供了有利指导，并为现场选择合理的推进速度提供了有利依据；对矿井选取合理的采煤工艺、改善采场支护状态、确定回采巷道超前支护、防治矿井动力灾害有积极的意义，能够实现煤矿安全且高效的开采。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明初次设定的第1个推进速度对应的超前支承压力分布曲线。
图3为本发明初次设定的第2个推进速度对应的超前支承压力分布曲线。
图4为本发明初次设定的第3个推进速度对应的超前支承压力分布曲线。
具体实施方式
如图1所示的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，包括以下步骤：
步骤一、模拟试验推进速度的初次设定：初次设定ν1、ν2和ν3三种不同推进速度作为模拟试验推进速度，其中，ν1＞ν2＞ν3＞0，ν1、ν2和ν3的单位均为m/d；ν1、ν2和ν3中第i个推进速度记作νi，i为正整数，且i的取值为1，2，3；
实际使用时，根据经验和相关规范规定，预先设定ν1、ν2和ν3这三个不同档位的推进速度分别代表高速推进、中速推进和低速推进，并根据这三种推进速度进行煤岩力学试验，根据应力-应变曲线、弹性模量、泊松比、声发射能量计数的关系变化，分析不同推进速度下煤岩力学行为、能量演化分布特征以及破坏模式，据此对不同推进速度下的冲击危险进行评估，以对应于强、弱、无的三种冲击地压类型，进而有助于确定合理的采煤工作面推进速度，以达到安全且高效开采的目的。
步骤二、数值模拟试验：根据实际矿井模型建立矿井模拟模型，并设置边界条件和煤层上覆各岩层的岩石力学参数，然后模拟第i个推进速度下的开采，得到第i个推进速度下超前支承压力分布曲线、以及采煤工作面前方200m处的煤层在第i个推进速度下对应的应力-时间曲线；
具体实施时，超前支承压力分布曲线可直接通过数值模拟试验得到，也可通过分析三种不同推进速度下支承压力的分布特征，掌握在特定地质条件和采矿条件下支承压力峰值大小、位置和作用范围，绘制出超前支承压力分布曲线，对矿井选取合理的采煤工艺、改善采场支护状态、确定回采巷道超前支护、防治矿井动力灾害有积极的意义。
本实施例中，根据实际矿井模型，采用计算机利用3DEC软件建立矿井模拟模型，设置矿井模拟模型的边界条件就是根据实际矿井模型的大小对矿井模拟模型的边界进行约束，限制矿井模拟模型的边界的位移；然后对建立好的几何模型进行网格划分，设置煤层上覆各岩层的岩层厚度、倾角和倾向、煤层的埋深和厚度、采煤工作面宽度等参数，煤层上覆各岩层的岩层厚度、倾角和倾向、煤层的埋深和厚度、采煤工作面宽度等参数可从矿井的综合柱状图中获得；矿井模拟模型的岩石力学参数一般包括弹性模量、泊松比、抗拉强度、抗剪强度、内摩擦角和粘聚力等参数，根据矿井地质资料可获得煤层上覆各岩层的岩石力学参数。
实际使用时，获得采煤工作面前方200m处的煤层在第个推进速度下对应的应力-时间曲线时，选择距离初始采煤工作面200m处的煤层中心点，来获得该点在第i个推进速度下对应的应力-时间曲线。
具体实施时，不同的推进速度对应的超前支承压力分布曲线不同，每个所述超前支承压力分布曲线上都标记有与其对应的极限垮落步距Li和超前支承压力峰后影响范围Si。
实际使用时，第1个推进速度下超前支承压力分布曲线如图2所示，第2个推进速度下超前支承压力分布曲线如图3所示，第3个推进速度下超前支承压力分布曲线如图4所示。
步骤三、基于采动应力的加卸载作用确定采煤工作面推进速度，过程如下：
步骤301、取采煤工作面前方未受采动影响区域的煤块在实验室取样机上加工成标准圆柱形试件作为待测煤岩试件；
实际使用时，进行待测煤岩试件的加工时，可一次性取足够多的煤块，在实验室取样机上加工多个结构和尺寸完全相同的待测煤岩试件，便于后续的多次实验。
具体实施时，为了便于待测煤岩试件的获取，也可以在采煤工作面位置处取煤块作为待测煤岩试件的原材料。
步骤302、按照第i个推进速度对应的应力-时间曲线在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加卸载试验，直至待测煤岩试件破坏，得到在第i个推进速度下待测煤岩试件破坏后的泊松比μi、弹性模量Ei和抗压强度σi；
当σ1、σ2和σ3均小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ＝max(σ1,σ2,σ3)相对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'，其中，ν'的单位为m/d；
当σ1、σ2和σ3中有两个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的两个强度值中较大的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
当σ1、σ2和σ3中有且仅有一个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ1、σ2和σ3中小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
具体实施时，在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加载试验时，根据每种推进速度对应的应力-时间曲线进行严格的加载试验，通过应力-时间曲线可以直观的看到三种不同推进速度下在各个时刻的加卸载情况。
实际使用时，待测煤岩试件破坏后的泊松比可通过应变仪测量得到，待测煤岩试件破坏后的弹性模量为应力-时间曲线中弹性阶段的曲线斜率，待测煤岩试件的抗压强度即为应力-时间曲线中的峰值应力。
具体实施时，当待测煤岩试件的强度高于单轴抗压强度时，就很有可能发生冲击地压，因此要选择待测煤岩试件的强度低于单轴抗压强度时的推进速度来进行实际的开采，以实现安全开采的目的；同时，为了保证高效开采，需要选择待测煤岩试件的强度低于单轴抗压强度中的较大的一个推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'。
实际使用时，弹性模量E的单位为GPa；抗压强度σi的单位为MPa。
步骤四、确定采煤工作面推进过程中产生的冲击地压的能量：根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，其中，Li的单位为m；
实际使用时，由于不同的推进速度，覆岩结构变化和矿压显现不尽相同，积聚在煤岩体内的能量也不同，根据不同推进速度下顶板的悬空长度不同，根据公式计算积聚在煤岩体内的弹性能，其次再根据能量衰减公式计算到达采煤工作面附近的能量，以此来和发生冲击地压灾害的能量临界值进行比较，进而为选取合理的推进速度提供了一个理论基础，可有效防治冲击地压的发生。
步骤五、判断三种推进速度对应的冲击地压的能量是否均超过发生冲击地压灾害的临界能量值：当Edh1、Edh2和Edh3均超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤六；当Edh1、Edh2和Edh3中至少有一个未超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤七；
实际使用时，根据冲击地压的能量等级特征可知，当冲击地压的能量达到104J以上时就会发生危险性的灾害，因此，将能量控制在104J以内可有效防治冲击地压的发生，所以选取104J作为发生冲击地压灾害的临界能量值。
步骤六、模拟试验推进速度的重设：将前一次设定的三种推进速度均进行降低后得到三种新的推进速度，同时循环步骤二至步骤五；
实际使用时，由于采煤工作面的高速推进会造成多顶板势能转化和多煤层应变能均衡释放，对覆岩结构和矿压显现、周期来压影响较大，易诱发冲击地压,因此当三种不同推进速度对应的冲击地压的能量均超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，需要将上一次设定的ν1、ν2和ν3分别降速后形成三种新的推进速度后重新进行试验。
具体实施时，由于采煤机的滚筒截深一般都为0.8m，因此对上一次设定的三种推荐速度的取值进行重新设定时，可以将上一次设定的三种推荐速度的取值均降低0.8m/d后得到三种新的推进速度，然后在三种新的推进速度下重新进行数值模拟。
步骤七、基于采动应力下覆岩结构能量释放确定采煤工作面推进速度：基于采动应力下覆岩结构能量释放的采煤工作面推进速度ν”采用下列公式计算：
式中：T为周期来压的时间，单位为d，L为Edh1、Edh2和Edh3中未超过发生冲击地压灾害的临界能量值且最大的一个冲击地压的能量对应的顶板极限悬空长度，单位为m；
步骤八、采煤工作面合理推进速度的确定：取ν'和ν”中较小的值作为矿井的合理推进速度v，即ν＝min(ν',ν”)。
实际使用时，矿井一旦被定为冲击地压矿井，其生产能力要相应减少，原先各生产系统的设备等可以满足矿井的正常生产，为了保证矿井生产的安全性，因此需要取ν'和ν”中较小的值作为矿井的合理推进速度。
本实施例中，步骤一中，ν1的取值大于5.6m/d，ν2的取值在3.2m/d到5.6m/d之间，ν3的取值小于3.2m/d。
实际使用时，进行三种推进速度的重新设定时，也需要保证重新设定的第一种推进速度的取值均大于5.6m/d，重新设定的第二种推进速度的取值在3.2m/d到5.6m/d之间，重新设定的第三种推进速度的取值小于3.2m/d，使得第一种推进速度代表高速推进，第二种推进速度代表中速推进，第三种推进速度代表低速推进。
本实施例中，步骤301中，采煤工作面前方未受采动影响区域对应的就是第i个推进速度对应的超前支承压力分布曲线上标记的超前支承压力峰后影响范围Si前方的区域；进行待测煤岩试件的对应煤块的取样时，S1、S2和S3均位于煤块的取样区域的后方。
实际使用时，需要在煤矿实际取样时，采用在巷道掘进后，在远离开切眼的煤层位置进行取样或者采用超前钻孔取样。
本实施例中，步骤303中，以0.5MPa/s～1.0MPa/s的速率，在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加载直至待测煤岩试件破坏，得到待测煤岩试件的单轴抗压强度。
实际使用时，由于单轴抗压强度是指待测煤岩试件在单向受压至破坏时，单位面积上所能承受的荷载；而在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行试验时，待测煤岩试件是严格的按照相应的应力-时间曲线进行循环加卸载的，因此待测煤岩试件破坏仅仅是内部有损伤，所以试验测得的强度一般都小于单轴抗压强度。
具体实施时，为了保证安全开采，需要将试验得到的强度和单轴抗压强度进行比较，进而避免发生冲击地压的可能。
实际使用时，根据国标GB/T25217.2-2010材料试验机以0.5MPa/s～1.0MPa/s的速率加载直至试件破坏的规定，采用0.5MPa/s的速率对待测煤岩试件进行加载得到待测煤岩试件的单轴抗压强度。
本实施例中，步骤四中根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，具体过程如下：
步骤401、根据公式
得到第i个推进速度下煤岩体内积聚的弹性能Edi，其中，H为平均开采深度，单位为m；h为平均煤层厚度，单位为m；HD为地标至煤层中部的平均铅垂距离，单位为m；γ为煤岩体的容重，单位：kN/m3。
实际使用时，H为待开采的煤矿对应整个采煤区的平均采煤深度，h为待开采的煤矿对应的整个采煤区的煤层平均厚度，HD为待开采的煤矿对应整个采煤区的地标(即地表面)至煤层中部的平均铅垂距离；H、h、HD和γ都可以从矿井地质资料中获取。
具体实施时，岩体内积聚的弹性能的单位为J，从模拟试验得到的超前支承压力分布曲线可知，推进速度越大，对应的极限垮落步距越长，因此，当采煤工作面进行高速推进时，应的矿井发生冲击危险性的可能越大，因此要合理选择采煤工作面的推进速度，以达到安全生产的目的。
步骤402、所述煤岩体内积聚的弹性能在有冲击震动发生时，冲击应力在传递的过程中，会产生各种能量损失，对冲击应力产生明显的衰减，最终到达采煤工作面周边时的能量，根据公式Edhi＝Edi×Li -α得到第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，其中，α为煤岩体介质中震动波传播时的能量衰减指数，Edhi的单位为J。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、模拟试验推进速度的初次设定：初次设定ν1、ν2和ν3三种不同推进速度作为模拟试验推进速度，其中，ν1＞ν2＞ν3＞0，ν1、ν2和ν3的单位均为m/d；ν1、ν2和ν3中第i个推进速度记作νi，i为正整数，且i的取值为1，2，3；
步骤二、数值模拟试验：根据实际矿井模型建立矿井模拟模型，并设置边界条件和煤层上覆各岩层的岩石力学参数，然后模拟第i个推进速度下的开采，得到第i个推进速度下超前支承压力分布曲线、以及采煤工作面前方200m处的煤层在第i个推进速度下对应的应力-时间曲线；
步骤三、基于采动应力的加卸载作用确定采煤工作面推进速度，过程如下：
步骤301、取采煤工作面前方未受采动影响区域的煤块在实验室取样机上加工成标准圆柱形试件作为待测煤岩试件；
步骤302、按照第i个推进速度对应的应力-时间曲线在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加卸载试验，直至待测煤岩试件破坏，得到在第i个推进速度下待测煤岩试件破坏后的泊松比μi、弹性模量Ei和抗压强度σi；
当σ1、σ2和σ3均小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ＝max(σ1,σ2,σ3)相对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'，其中，ν'的单位为m/d；
当σ1、σ2和σ3中有两个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的两个强度值中较大的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
当σ1、σ2和σ3中有且仅有一个强度值小于待测煤岩试件的单轴抗压强度时，选取σ1、σ2和σ3中小于待测煤岩试件的单轴抗压强度的强度值对应的推进速度作为基于采动应力的加卸载作用下的推进速度ν'；
步骤四、确定采煤工作面推进过程中产生的冲击地压的能量：根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi；
步骤五、判断三种推进速度对应的冲击地压的能量是否均超过发生冲击地压灾害的临界能量值：当Edh1、Edh2和Edh3均超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤六；当Edh1、Edh2和Edh3中至少有一个未超过发生冲击地压灾害的临界能量值时，执行步骤七；
步骤六、模拟试验推进速度的重设：将前一次设定的三种推进速度均进行降低后得到三种新的推进速度，同时循环步骤二至步骤五；
步骤七、基于采动应力下覆岩结构能量释放确定采煤工作面推进速度：基于采动应力下覆岩结构能量释放的采煤工作面推进速度ν”采用下列公式计算：
式中：T为周期来压的时间，单位为d，L为Edh1、Edh2和Edh3中未超过发生冲击地压灾害的临界能量值且最大的一个冲击地压的能量对应的顶板极限悬空长度，单位为m；
步骤八、采煤工作面合理推进速度的确定：取ν'和ν”中较小的值作为矿井的合理推进速度v，即ν＝min(ν',ν”)。
2.按照权利要求1所述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤一中，ν1的取值大于5.6m/d，ν2的取值在3.2m/d到5.6m/d之间，ν3的取值小于3.2m/d。
3.按照权利要求1所述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤301中，采煤工作面前方未受采动影响区域对应的就是第i个推进速度对应的超前支承压力分布曲线上标记的超前支承压力峰后影响范围Si前方的区域；进行待测煤岩试件的对应煤块的取样时，S1、S2和S3均位于煤块的取样区域的后方。
4.按照权利要求1所述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤303中，以0.5MPa/s～1.0MPa/s的速率，在岩石力学试验机上对待测煤岩试件进行加载直至待测煤岩试件破坏，得到待测煤岩试件的单轴抗压强度。
5.按照权利要求1所述的基于采动力学的冲击地压矿井采煤面推进速度的确定方法，其特征在于：步骤四中根据第i个推进速度对应的极限垮落步距Li，获取第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，具体过程如下：
步骤401、根据公式
得到第i个推进速度下煤岩体内积聚的弹性能Edi，其中，H为平均开采深度；h为平均煤层厚度；HD为地标至煤层中部的平均铅垂距离；γ为煤岩体的容重；
步骤402、根据公式Edhi＝Edi×Li -α得到第i个推进速度下冲击地压的能量Edhi，其中，α为煤岩体介质中震动波传播时的能量衰减指数。
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