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作者：张春瑞;纪洪广;张月征;付桢;宋宇;田竹华;刘海全;
单位：北京科技大学城市与地下空间北京市重点实验室;矿山深井建设技术国家工程研究中心;兖矿能源(鄂尔多斯)有限公司;
摘要：构造煤在扰动作用下稳定性和破坏方式与原生煤存在差异。为探究深部构造煤破裂过程的能量演化特征及其差异性,利用不同加载路径及声发射监测、计算机断层扫描(CT扫描)重建和微震监测技术分析了构造煤细观参数、宏观力学参数、能量分配及现场构造煤赋存地层微震特征。研究表明:(1)构造煤细观结构与原生煤不同,构造煤表面形貌平整度差,碎屑较多,含有阶梯状断口,构造煤细观结构使之表现出与原生煤不同的宏观力学行为,细观参数与宏观力学参数之间具有线性相关关系;(2)构造煤受载后特征应力阶段与原生煤差别较大,弹性阶段和裂纹稳定扩展阶段较短,煤样原生裂隙导致劣化强度不同,但达到一定值后会出现相似的裂纹发展;(3)构造煤破裂更为分散,受循环荷载影响较大,无论加载路径如何,构造煤均易发展大尺度裂纹且裂纹发展更无序;(4)构造煤易发生剪切破裂且裂纹弯折,破坏所消耗的能量较多,碎裂煤在循环加卸载过程中耗弹比减小,释放的能量占比增加,强度折减度最高;(5)原生煤区低能量微震少,构造煤区低能量微震较多。构造煤所在地层微震事件多发,原生煤所在地层微震事件更为突发,尤其注意碎裂煤区。根据室内试验结果可解释现场采区微震监测数据,为实际构造煤所在地层危险预警提供理论支撑。
关键词：构造煤;;能量分配;;声发射;;微震
基金资助：地球深部探测与矿产资源勘探国家重大科技专项资助项目（2024ZD1004504,2024ZD1004103）;; 国家重点研发计划资助项目（2023YFC2907403）
