分级循环荷载下保护层开采扰动煤岩强度及裂隙特性研究

作者：杨永波; 周哲^*

来源：浙江大学学报(工学版), 2022, 56(12): 2445-2453.

• 开采扰动
• 循环荷载
• 峰值强度
• 裂隙重构
• 裂隙分布
• 三维裂隙分形维数

针对回采时反复采动作用下的保护层开采扰动煤岩极易诱发巷道围岩失稳的问题，采用分级循环荷载模拟实际回采工程中采动应力的长期作用，研究保护层开采扰动煤岩在循环荷载作用下的力学强度及变形破坏特性.试验结果表明，在加卸载过程中，受保护层开采扰动煤样的体积膨胀变形明显，煤样内部结构破坏程度比未受保护层开采扰动煤样更高.在加卸载后期，受保护层开采扰动煤样表现为塑性破坏，未受保护层开采扰动煤样发生明显的脆性破坏.相比于未受保护层开采扰动煤样，受保护层开采扰动煤样的峰值强度下降，单位体积（直径为50 mm，高度为100 mm）内的煤样裂隙体积显著增加，峰值强度和裂隙体积占比均沿煤层走向分布较为均匀.处于断层带的未受保护层开采扰动煤样的彼此物性差异较大.受保护层开采扰动煤样比未受保护层开采扰动煤样更符合“煤岩破坏时，裂隙空间复杂程度与峰值强度存在反向对应分布”规律.

• 单位
  重庆大学; 中煤科工集团重庆研究院有限公司; 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室