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矿业安全与环保2025年第04期:裂隙倾角对冲击倾向煤渐进失稳特征影响研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘全辉;胡生奎;赵一超;曹宇;何琪;

单位:陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司;

摘要:冲击地压煤层爆破卸压产生的裂隙分布广泛,为探明裂隙倾角对具有冲击倾向煤体渐进失稳特征的影响,开展了不同裂隙倾角煤样的单轴压缩试验研究。试验结果表明:(1)随着裂隙倾角增大,煤样峰值强度、弹性模量呈增大趋势,峰值应变先增大后减小再增大,横向峰值应变先增大后减小。(2)随着裂隙倾角增大,煤样起裂和损伤特征应力呈阶梯形变化;起裂和损伤应力呈“三段式”递增,0°、15°、30°、45°时特征应力线性增大,45°、60°、75°时特征应力快速上升,75°、90°时特征应力缓慢上升。(3)提出了冲击能指数、屈服度、破坏时间步及峰前裂隙占比联合评价冲击倾向性的方法,发现45°裂隙煤样冲击倾向性最弱。(4)建立了裂隙煤样渐进失稳模型以剖析其失稳机理。当倾角小于60°时,煤样失稳受预制裂隙影响显著,起裂位置位于裂隙尖端或中部且以拉剪切混合破坏为主;当倾角大于60°时,裂隙对失稳行为的影响较弱。

关键词:冲击倾向煤;;裂隙倾角;;渐进失稳;;裂纹演化;;力学参数;;特征应力

基金资助:国家自然科学基金项目(52104091,52304140)