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作者
马衍坤黄勤豪刘泽伟柴虎峰殷志强王超吴昌潘科举
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单位
安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室山东能源集团西北矿业有限公司
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摘要
利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,开展了含层理烟煤煤样震动载荷多次冲击试验,借助低场核磁共振分析仪测试每次冲击后煤样的T2谱,并进行核磁共振成像(MRI),研究层理对煤样损伤演化的影响规律。结果表明:层理的存在会劣化煤样承载能力,60°层理煤样能量透射效应最差,吸收的能量主要用于煤样的损伤破坏,此时劣化作用最强;震动载荷多次冲击作用下,煤样微观结构损伤整体呈现出“初始跃进—低速增长—加速上升”3个演化阶段;随着层理角度增大,层理对煤样损伤过程的影响愈发明显,对于0°层理煤样,损伤破坏区沿层理面呈弧形贯通发展趋势,对于30°和60°层理煤样,损伤破坏区沿层理面向煤样两端扩展,对于90°层理煤样,在沿层理面发育的孔裂隙作用下,最终出现复杂交织的损伤破坏区,4种含层理煤样呈现拉伸破坏(0°)—剪切破坏(30°、60°)—混合破坏(90°)的演化趋势。研究成果为揭示震动载荷作用下煤岩动力灾害机制提供了参考。
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关键词
层理煤样震动载荷核磁共振(NMR)损伤演化
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金项目(52227901);国家重点研发计划项目(2022YFC3004603);山东能源科技计划重大项目(SNKJ2022A15);安徽省高校杰出青年科研项目(2024AH020001);
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文章目录
1 试验系统与方案
1.1 试验系统
1.2 试样制备
1.3 试验方案
2 试验结果与分析
2.1 含层理煤样动态应力-应变曲线
2.2 含层理煤样微观结构损伤演化特征
2.3 基于MRI表征的煤样损伤分布特征
3 讨 论
3.1 煤样损伤破坏的层理效应
3.2 震动载荷作用下煤样损伤特征
3.3 煤样破坏形态
4 结 论
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引用格式
[1]马衍坤,黄勤豪,刘泽伟,等.基于NMR震动载荷作用下含层理煤样损伤演化特征[J].采矿与安全工程学报,2025,42(01):126-136.