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作者：冯国瑞;崔业凯;李竹;崔家庆;崔江慧;周鹏飞;张靖宇;
单位：太原理工大学矿业工程学院;矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室;山西能源学院;煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室;
摘要：钻孔失稳、孔壁垮落及裂隙错位是导致瓦斯抽采钻孔失效的主要原因。为研究瓦斯抽采钻孔倾角对围岩承载特性及稳定性的影响,对不同角度钻孔围岩力学特性及破坏特征进行系统研究。采用类岩石材料制备含0°、30°、60°、75°、90°预制孔试样开展单轴压缩试验,运用岩石刚性试验机、声发射监测系统、应变测量系统(DIC)及超高清钻孔窥视仪同步观测围岩变形破裂特征。结果表明:(1)预制孔导致试样峰值强度与弹性模量降低,其中60°倾角试样峰值强度降幅最大(较完整试样降低30.48%);(2)加载过程中试样能量突增模式与预制孔角度存在相关性, 90°试样二次能量释放量达75.8 V·ms;(3)张拉破坏为主要破坏形式,其占比由0°时的70.6%降至90°时的51.4%,但随着倾角增大剪切破坏占比逐步提升;(4)孔壁围岩承载能力随倾角增大呈递增趋势,孔内裂隙萌生较试样外表面显著滞后,其破坏时刻与声发射能量突增时点具有一致性;(5)预制孔角度的增大,使得试样内力及裂纹分布由孔壁两侧集中转为四周均匀分布,体现了钻孔围岩承载能力的提高。研究成果可为揭示瓦斯抽采钻孔围岩变形破坏规律及优化钻孔布置方式提供理论参考。
关键词：瓦斯抽采;;含孔试样;;钻孔角度;;裂纹扩展;;破坏形态
基金资助：国家杰出青年科学基金资助项目(51925402);; 国家自然科学基金区域联合基金重点资助项目(U22A20169);; 山西省重点实验室建设资助项目(202104010910021)
