深部开采原生煤岩组合体围压卸荷致裂特征及破裂模式
李春元1
雷国荣2
何团2
左建平3
于祥3
郑建伟2
齐庆新2
1.煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京 100013;天地科技股份有限公司北京技术研究分公司,北京 100013;中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 1000832.煤炭科学研究总院有限公司深部开采与冲击地压防治研究院,北京 100013;天地科技股份有限公司北京技术研究分公司,北京 1000133.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083
摘要：受开采卸荷扰动影响,深部岩体互层及其组合结构系统的破裂失稳是诱发采场突水等灾害的主要原因之一.为研究深部开采围压卸荷对岩体组合结构破裂的影响,室内开展了原生煤岩组合体三轴加卸荷-渗流试验,获得了不同初始围压下原生煤岩组合体围压卸荷致裂的竖向、倾斜及环向裂隙分类特征,研究了其轴压卸荷起点、围压卸荷终点的强度特征及主导破裂模式的力学机制;结合CT扫描与三维重构技术,获取了原生煤岩组合体卸荷破裂的几何特征;建立了围压卸荷量与岩体卸荷致拉破裂、致剪破裂的关系,揭示了围压卸荷致裂模式与渗透率突变关系,验证并判定了不同初始围压下原生煤岩组合体的主导卸荷致裂模式.结果表明:在围压卸荷和轴压加载共同作用下,原生煤岩组合体卸荷破裂模式主要分为围压卸荷致拉破裂、致剪破裂及轴压协同卸荷致裂模式3类;随初始围压增加,原生煤岩组合体围压卸荷致拉破裂的围压卸荷终点临界值及致剪破裂的轴压卸荷起点临界值均线性增加;围压卸荷可致轴压协同卸荷突降并驱动煤岩分界面及层理等原生裂隙结构环向张拉破裂,且以沟通倾斜及竖向裂隙为主导;而围压卸荷致拉破裂与致剪破裂模式均可致原生煤岩组合体渗透率突变增高,突变点致裂模式与其围压卸荷终点的卸荷量临界值密切相关.
关键词：深部开采煤岩组合体围压应力卸荷拉破裂剪破裂
分类号：TD323(矿山压力与支护)TD313(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51904303)中国煤炭科工集团有限公司科技创新创业资金专项重点资助项目(2022-3-ZD001)煤炭科学研究总院创新创业科技专项资助项目(2021-KXYJ-004)
论文发表日期：2023-02-28
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：15( 678-692 )
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