判别煤的冲击倾向性是评估煤矿冲击地压危险程度的主要依据之一，考虑到现有判别煤冲击倾向性分级的流程相对复杂。为此，提出了一种基于便携式里氏硬度测试的煤冲击倾向性判别方法。对来自4个煤矿的20个煤样开展里氏硬度测试、纵波波速测试和单轴压缩试验，获取了煤里氏硬度与岩石力学参数之间的拟合关系式，并探究了不同里氏硬度煤样在受压破坏过程中的能量演化规律。定义了描述煤样破坏时能量释放速率的系数KPE，并分析了KPE与传统煤冲击倾向性指标的关联。基于里氏硬度与KPE之间的关联，构建了基于里氏硬度的煤冲击倾向性分级判别准则。为验证该准则的合理性，将其判别结果与国家标准及煤屑弹射质量比F的判别结果进行对比，并在鄂尔多斯盆地某强冲击地压矿井选择了两个工程应用场景进一步对该准则的工程应用效果进行检验。结果表明：煤里氏硬度与单轴抗压强度、弹性模量的具有强相关性，而与纵波波速相关性较弱；里氏硬度越大，煤样的储能及释放能力越强。不同冲击倾向煤样的KPE大小差异显著，且与传统冲击倾向性指标相关性较好，表明KPE可用于煤冲击倾向性分级判别。煤样的KPE与里氏硬度呈幂函数正相关，表明随里氏硬度的增加，煤样的冲击倾向性显著变化。基于便携式里氏硬度测试的煤冲击倾向性分级判别准则与国家标准、煤屑弹射质量比F的判别结果具有较好的一致性，同时在两种工程应用场景下的应用效果良好，表明该方法具有一定的可行性和可靠性。

1 试验设计
1.1 样品的选择及制备
1.2 试验方法
2 煤里氏硬度与物理力学参数关联性分析
3 不同里氏硬度煤样应变能积累与释放特征
3.1 煤样加载过程能量演化规律
3.2 不同里氏硬度煤样能量积累、释放特性差异
4 分级判别准则的建立及验证
4.1 峰后耗散能释放速率
4.2 分级判别准则的建立
4.3 分级判别准则合理性验证
5 现场应用效果评价
5.1 现场应用方案
5.2 测试数据处理方法
5.3 测试效果
6. 结论

赵毅鑫,杨哲,谢镕澴,等.基于便携式里氏硬度测试的煤冲击倾向性分级判别准则研究[J/OL].煤炭学报,1-16[2024-12-03].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0777.