不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性及破坏机制
陈光波1
李谭1
杨磊2
张国华3
李建伟4
董红娟4
1.内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010;山东科技大学 能源与矿业工程学院,山东 青岛 2665902.中煤科工开采研究院有限公司,北京 1000133.黑龙江科技大学 矿业工程学院,黑龙江 哈尔滨 1500224.内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010
摘要：为研究不同煤岩比例及组合方式的组合体力学特性和破坏机制,对19种不同煤岩比例和组合方式的二元、三元组合体开展轴向压缩试验,从抗压强度、弹性模量、峰前能量、冲击能量指数等参数入手,分析组合体的力学特性;对构建的煤岩组合体相互作用模型进行理论分析,探究煤岩组合体的失稳破坏机理;从煤岩组合体的不同破坏形态入手,研究组合体破坏过程中的能量传递机制.研究发现:组合体的抗压强度介于各组分抗压强度之间,且偏向于软弱组分的抗压强度,随着细砂岩比例的增加而增大;组合体的弹性模量随着细砂岩占比的增大而增大,且岩石的弹性模量越大,组合体的弹性模量也越大;有煤组分的组合体的峰前积聚能量较少,细砂岩与粗砂岩构成的组合体的峰前积聚能量较多,组合体的峰前能量随着细砂岩占比的增加而增多;组合体的冲击能量指数与细砂岩比例为线性关系,随着细砂岩占比的增加而增大;细砂岩组分对于组合体的抗压强度、峰前能量、冲击能量指数的影响较大,对组合体的力学特性和冲击效应起决定作用;推导了煤岩组合体的弹性模量计算公式,从理论上揭示了组合体的弹性模量随岩石占比的增加而增加的规律;构建了煤岩组合体的力学模型,分析了组合体的失稳破坏机制.研究结果可为煤炭资源开采过程中的煤岩体相互作用下的破坏形态、力学特性、失稳机制等研究提供参考.
关键词：煤岩组合体力学特征破坏机理能量力学分析
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(51774122)内蒙古自治区自然科学基金(2020BS05007)内蒙古科技大学创新基金(2019QDL-B33)
论文发表日期：2021-06-30
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( 80-90 )
英文信息