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金属矿山 ›› 2024, Vol. 53 ›› Issue (12): 10-.

• 内蒙古科技大学矿业工程学科专栏 • 上一篇    下一篇

煤岩组合体动力破坏响应研究进展述评

陈光波1,2 王创业1 田志超1 李 谭1 王二雨1 高 宁1 徐泽瑞1 张国华3
陈 伟4 尚建学5
  

  1. 1. 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院,内蒙古 包头 014010;2. 山东科技大学能源与矿业工程学院,山东 青岛 266590; 3. 黑龙江科技大学,黑龙江 哈尔滨 150022;4. 湖南工程学院建筑工程学院,湖南 湘潭 411104; 5. 陕西中太能源投资有限公司,陕西 榆林 719400
  • 出版日期:2024-12-17 发布日期:2025-01-09

  • Online:2024-12-17 Published:2025-01-09

摘要: 目前,煤炭资源已进入深部开采阶段。随着开采深度的增加,冲击地压发生的频次和烈度显著提高。围 绕矿山冲击地压防治中的岩石力学等问题,许多学者从煤岩组合体的角度开展了系统性的基础研究。首先介绍了不 同因素影响下煤岩组合体的力学性质,煤岩组合体的抗压强度、抗拉强度、弹性模量介于煤和岩石组分之间,更偏向 于煤组分的力学性质。总结了煤岩组合体在不同条件下的能量积聚、能量释放等特征,煤岩组合体受载阶段可分为 应变能快速积累、应变能增速放缓和应变能快速释放3 个阶段,煤岩组合体的峰前积蓄能量和峰后耗散能量随抗压强 度、加载速率、围压的增大而增大。分析了岩石强度、煤岩硬度差、能量差、煤岩比例、倾角、加载速率、外界载荷条件对 冲击效应的影响,岩石强度越大、煤岩硬度差越大、能量差越大、煤岩比例越大、煤岩倾角越大、加载速率越高,冲击效 应越强。研究了煤岩组合体破坏过程的声发射能量、振铃计数、声发射总数等特征,煤岩组合体受载时声发射信号具 有明显的阶段性特征,可划分为平稳区、活跃区和爆发区,声发射活动可以作为评估煤岩组合体损伤状态的指标。总 结了煤岩组合体不同条件下的破坏形式及失稳机制,煤岩组合体受载条件下积聚大量的能量,煤组分中积聚的能量 较多,对于组合体的破坏起主导作用,岩石组分中的能量对组合体的破坏起到一定的加速和促进作用。最后讨论了 煤岩组合体岩石组分的破坏机制和煤岩的界面效应,并且指出了高渗透压、高温条件、强动载扰动下煤岩组合体的力 学性质和冲击效应是煤岩组合体未来重点关注的研究方向。

关键词: 煤岩组合体 力学性质 能量演化 冲击效应 声发射 失稳机制 研究进展