为了深入认识钻孔卸压作用机理,开展含预制卸压孔(圆形)的水平约束半有限边界二维尺寸扩展煤柱模型(200 mm×100 mm×200 mm)相似试验,分析和讨论了不同卸压孔直径下煤柱破坏特征、强度特征及声发射特性。结果表明:卸压孔孔径对卸压效果具有显著的尺寸效应;卸压孔直径与煤柱高度之比d/l=0.03~0.05时,卸压孔在煤柱结构中构造出诱使应力集中的能核,具备了诱发更强烈的冲击灾害的条件;d/l=0.05~0.10时,较好地达到卸压目的,且能保障煤柱的支承强度,是卸压孔直径选取的合理范围;d/l=0.10~0.16时,卸压效果明显,卸压孔难以再次形成自稳结构,破坏范围逐渐扩大,煤柱的强度特性劣化,引发新形态的灾害;当d/l=0.16~0.25时,卸压孔成为煤柱的弱结构区域,煤柱承载能力大幅下降,表现为煤柱的整体结构性破坏。

国家自然科学基金项目(51734009,51504247)；江苏省普通高校研究生科研创新计划项目(CXZZ11-0297)；