不同循环应力下含倾角穿层煤岩复合结构宏-细观破坏机制试验研究
彭瑞1
沈春阳2
刘江2
杨学红2
郑迪2
1.华北科技学院 安全工程学院,北京 东燕郊 065201;河北省矿井灾害防治重点实验室,北京 东燕郊 0652012.华北科技学院 矿山安全学院,北京 东燕郊 065201
摘要：随着深部煤炭资源开采强度增大,穿层巷道围岩稳定性问题日益突出.本文以山东霄云煤矿穿层巷道为背景,针对含不同倾角(0°、10°、15°)的煤岩复合结构,设计恒下限(路径Ⅰ)与变下限(路径Ⅱ)循环加卸载试验,结合声发射监测及电镜扫描技术,研究其宏-细观破坏机制.结果表明:(1)循环路径显著影响力学特性,路径Ⅱ因动态应力扰动增强压密效应,峰值应力和应变较路径Ⅰ提升显著;(2)倾角增大导致力学性能劣化,0°试样峰值强度较15°试样提高 58.8％,滞回回线面积缩减明显,能量耗散效率下降,脆性破坏加剧;(3)声发射信号与破坏模式呈倾角依赖性,0°试样振铃计数峰值较15°高约50％,事件点沿煤岩界面集中分布,而高倾角试样破坏局部化;(4)微观分析表明,倾角增加使煤体韧窝减少、脆性断裂占比上升,路径Ⅰ分形维数较路径Ⅱ高 8.9％,裂纹网络更复杂.研究揭示了穿层倾角与循环路径协同作用下的破坏机制,为深部巷道稳定性评估与灾害防控提供了理论依据.
关键词：穿层巷道循环加卸载声发射电镜扫描分形维数
分类号：TD353.5(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51804119)河北省自然科学基金(E2021508008)中国科协青年人才托举工程项目(YESS20210414)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 1-11 )
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