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作者：冯国瑞;王晶;杜献杰;刘文昊;
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;山西浙大新材料与化工研究院;山西能源学院;中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室;郑州煤炭工业(集团)有限责任公司;山东山科数字经济研究院有限公司;
摘要：结构充填开采是为解决煤矿充填成本高、充填效率低等问题而提出的技术，其核心是形成充填体-直接顶协同承载结构，发挥直接顶的承载能力，降低充填率.为探究不同倾角对充填体-直接顶复合结构协同承载能力的影响机理，设计了0°～60°倾角岩充组合体的单轴压缩试验，通过声发射和数字图像相关技术监测组合体的受载破坏特征，并进行了界面力学分析.试验结果表明：组合体的强度和弹性模量随着倾角的增大有减小的趋势.小倾角组合体比大倾角组合体更容易实现协同承载与变形.岩充组合体最终的破坏呈现为3种形式，分别为协同贯穿型破坏、沿界面部分滑动破坏和沿界面整体滑动破坏.当岩层倾角小于30°时，界面压应力大于充填单体强度，组合体能够实现协同承载与破坏，声发射单个最大振铃计数出现在峰后阶段，一般由砂岩部分破坏或组合体块体脱落引起.当岩层倾角超过30°时，组合体存在界面抗剪切滑移阻力不足的问题，未能发生协同破坏，声发射单个最大振铃计数出现在峰前，组合体表观裂隙发育不明显.该研究对结构充填开采中充填体间隔布置时，不同岩层倾角条件下采空区“充填体-直接顶”协同承载结构的设计具有重要意义.
关键词：结构充填开采;;岩充组合结构;;界面倾角;;协同承载;;破坏特征
基金资助：国家自然科学基金项目(51925402);; 山西浙大新材料与化工研究院科研项目(2022SX-TD008);; 中国博士后科学基金面上资助项目(2022M712922)
