主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
震动载荷下含瓦斯煤动力学特征
  • 作者

    孔祥国王恩元李树刚胡少斌鞠云强李金铎

  • 单位

    西安科技大学 安全科学与工程学院教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室中国矿业大学 安全工程学院河海大学 土木与交通学院

  • 摘要

    为了研究震动载荷下含瓦斯煤动力学特性,建立了含瓦斯煤霍普金森压杆试验系统,考虑轴向静载、围压、瓦斯压力和动载荷冲击速度4个因素,开展了含瓦斯煤动力学试验,通过采集入射波、反射波和透射波信号,分析了震动载荷下含瓦斯煤动态应力应变曲线变化规律,研究了含瓦斯煤峰值强度和峰值应变与有效轴向静载、有效围压和动载荷冲击速度的关系。研究结果表明:震动载荷下含瓦斯煤动态应力应变曲线无压密阶段,初始加载应力就随应变呈“线弹性”增加趋势;随着应变进一步增加,应力变化先趋于平缓又快速增加,该曲线表现出“跃进”特性,这与炭在晶体微破裂中的作用有关;峰后试样未产生宏观破坏,弹性能释放造成应力应变出现“回弹”现象。含瓦斯煤峰值强度随有效轴向静载呈指数增加、随有效围压呈线性增加、随动载荷冲击速度呈先增加后减小;含瓦斯煤峰值应变随有效轴向静载呈线性增加、随有效围压呈指数衰减、随动载荷冲击速度增大而增加。震动载荷下含瓦斯煤应变率效应明显,在应变率低水平阶段,含瓦斯煤峰值强度和峰值应变随应变率增加而增加,超过临界应变率,含瓦斯煤峰值强度和峰值应变将保持稳定。该研究有助于完善含瓦斯煤动力学,为矿井动载荷诱导的含瓦斯煤动力灾害防治提供借鉴。


  • 关键词

    含瓦斯煤动力学特征震动载荷应变率效应

  • 作者简介

    孔祥国(1990—),男,山西朔州人,讲师,博士。E-mail:kxgtudou7218@163.com。通讯作者:王恩元(1968—),男,内蒙古卓资人,教授,博士生导师。E-mail:weytop@263.net

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