DOI: 10.11799/ce202411020
低强度冲击倾向性煤岩相似材料配比试验研究
梁伟康1
华心祝1
李琛2
潘伟鹏2
谢宇航2
1.安徽理工大学 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽 淮南 232001;安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 2320012.安徽理工大学 深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽 淮南 232001
摘要：物理模拟试验是研究煤岩冲击地压的重要科学手段之一,研制出低强、冲击倾向性的煤岩相似材料,是冲击地压物理模拟研究的关键.针对材料性能要求,引入冲击能量指数和脆性指数,采用正交试验设计法与敏感性分析法,选取碳酸钙含量、重晶石粉含量、石膏水泥质量比和水含量 4个因素,设计4 因素5 水平共25 组正交配比方案.开展试样单轴压缩及声发射特征试验,得到试样应力-应变曲线和声发射演化特征并测定每组试样强度、冲击能量指数等性能参数,对比分析各试验参数在4 个影响因素不同水平下的变化规律,并以冲击能量指数和脆性指数作为筛选条件挑选相似材料配比方案.试验结果表明:水含量和碳酸钙含量是制备低强度冲击强煤岩相似材料的主导因素,改变石膏水泥质量比能够调节相似材料脆性程度与强度;以冲击能量指数KE≥1.5、脆性指数BIzhou≥0.2为选择标准,共得到6 组低强度高冲击倾向材料配比,水含量为19%～25%,碳酸钙含量为26%～32%时制备试样冲击倾向性能够满足试验要求;试样加载过程中,屈服阶段之前声发射事件不活跃,进入屈服阶段后振铃计数陡增,出现高能量破坏,屈服前后呈现"平稳过渡,急剧上升"的趋势.
关键词：冲击能量指数相似材料冲击地压脆性指数声发射
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(52227901)国家自然科学基金(52374075)
论文发表日期：2024-11-20
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：8( 132-139 )
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