底板硬岩多轴条件下的力学特性和冲击倾向性
韩强1
张希巍1
潘鹏志2
赵善坤3
1.东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室,辽宁沈阳1108192.中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北武汉4300713.煤炭科学技术研究院有限公司安全分院,北京100013;煤炭科学研究总院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室,北京100013
摘要：为研究深部煤矿顶底板围岩在高应力下的冲击危险性,以跃进煤矿为工程背景,取自23092工作面的底板硬岩作为试验对象,应用真三轴试验机进行了一系列多轴(常规三轴和真三轴)条件下的压缩力学特性试验,部分试验还同步了破坏过程声发射信号测量.借助光学显微镜和场发射扫描电镜辅助分析试样微观特性表征.多轴压缩力学试验表明23092工作面底板硬岩具有明显弹脆性变形破坏行为,底板硬岩在单轴压缩情况下的脆性程度最高,中间主应力与脆性破坏指数负相关.最小主应力恒定时,中间主应力增加情况下的岩样的全应力-应变曲线、宏观破坏模式、岩样破裂角、脆性指数以及破坏岩样的SEM图像的变化特征均表明底板硬岩的脆性破坏特征与应力状态有关,即中间主应力增加促进其脆性破坏行为.底板硬岩在多轴应力状态下表现出峰值强度较大离散性,这与成岩过程中软弱矿物夹杂汇聚造成的岩石均质性差异有关.底板硬岩的冲击倾向性受真三向应力状态影响,最小主应力接近零的巷道底板表层附近硬岩表现为无或弱冲击危险性,但在中间主应力较高的深层硬岩则表现强冲击危险性,且随中间主应力增加而增强.多轴条件下压缩破坏的声发射信号具有前兆释放性,声发射信号伴随峰后多阶段破裂显著增强.
关键词：硬岩多轴破裂角脆性声发射冲击危险性
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家重点研发计划(2017YFC0804203)
论文发表日期：2020-05-28
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：10( 1743-1752 )
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