水化学条件下煤岩组合体腐蚀特征及动力特性

作者：陈见行; 王世纪; 张汉; 胡松松; 刘鹏; 张俊文^*

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2023, 52(05): 952-962.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.20220534

• 组合体
• 水化学腐蚀
• 分离式霍普金森压杆
• 表观特征
• 动力特性

在深部开采和残煤复采中，水化学场和动载扰动对煤层与岩层所形成的结构体影响巨大，极易失稳发生动力灾害事故.为研究煤岩组合体在该条件下的动力特性，对未浸泡的试样开展静力试验和成分检测；然后配置不同酸碱度的水化学溶液，开展腐蚀试验；最后采用分离式霍普金森压杆装置，对腐蚀试样开展同一入射能的动力压缩试验.研究结果表明：溶液pH存在明显的自平衡性和较强的时间敏感性，酸性溶液中试样表观特征变化最为明显，而碱性溶液中试样表观特征变化略微强于中性溶液中的试样.相同浸泡时间下，试样动态抗压强度呈酸性溶液<碱性溶液<中性溶液<自然状态的规律.其破坏特征差异巨大，煤体为粉碎性破坏，而岩体部分为劈裂破坏；且随浸泡时间增加，试样的宏观破坏特征并未发生明显变化.随浸泡时间增加，同一溶液中试样动态抗压强度持续下降.而酸性溶液中试样动态抗压强度有较强的时间依赖性，在浸泡7 d时降低幅度为23.9%;浸泡14 d后降低幅度突然升高为55.3%,增加高达31.4%;浸泡28 d后降低幅度升高至67.4%,仅增加12.1%.该研究表明，在地下深部及残煤复采等生产活动中，应加以关注水化学腐蚀导致岩体动力特性产生的严重劣化.

• 单位
  中国矿业大学（北京）