深部巷帮钻孔煤体损伤演化特征及钻孔围岩强度弱化机理
丁可1
张华磊2
王连国3
郭嘉兴3
孟尧尧1
1.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.安徽理工大学矿业工程学院,安徽淮南 2320013.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州 221116
摘要：煤层钻孔卸压技术是防治冲击地压灾害的重要手段.利用自行研制的实时CT扫描真三轴加载试验系统,研究了不同孔径下的巷帮深部钻孔煤体(三向加载状态)和巷帮浅部钻孔煤体(双向加载状态)2种不同应力类型模型的力-应变规律、内部裂纹扩展演化特征,建立了巷帮深、浅部钻孔煤体的峰前裂纹损伤关系,揭示了深部巷道卸压钻孔围岩强度弱化机理.结果表明:相比于未钻孔试样,不同应力类型的煤体试样受应力环境及钻孔孔径影响,随着钻孔的打设和孔径的增大,巷帮深部钻孔煤体试样在峰值应力后,应力跌落现象消失,有利于降低试样能量的突然释放,而巷帮浅部钻孔煤体试样则无法消除应力跌落现象;在内部裂纹扩展上,巷帮深部钻孔煤体试样裂纹发育较少,裂纹呈一定角度发育,而巷帮浅部钻孔煤体试样裂纹均近乎垂直发育,随着钻孔孔径的增加,巷帮深、浅部钻孔煤体试样裂纹数量都有一定程度的增加,但巷帮浅部钻孔煤体试样裂纹产生数量更多,钻孔煤粉封堵情况更明显,钻孔及孔径变化对巷帮浅部钻孔煤体试样影响程度更大.同孔径条件下巷帮浅部钻孔煤体更容易破坏且无法起到卸压减灾效果,进而基于巷帮深、浅部钻孔煤体的差异性,建立了不同孔径下巷帮深、浅部钻孔煤体裂纹损伤变量的函数表达式,揭示了深部巷道卸压钻孔围岩强度弱化机理,提出了深部巷道扩孔卸压理念及方法.
关键词：真三轴实时CT冲击地压巷帮钻孔煤体裂纹损伤扩孔卸压
分类号：TD324(矿山压力与支护)
资助基金：安徽理工大学引进人才基金资助项目(2023yjrc65)国家自然科学基金(52227901)安徽省优秀科研创新团队资助项目(2023AH010023)
论文发表日期：2024-12-28
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：24( 4798-4821 )
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