层理角度对硬煤冲击倾向性影响的实验研究

作者

李磊李宏艳李凤明齐庆新孙中学莫云龙刘学
单位

中国矿业大学（北京）资源与安全工程学院煤炭科学技术研究院有限公司安全分院煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室（煤炭科学研究总院）
摘要

冲击倾向性是煤矿井下发生冲击灾害的内在原因,层理角度对其有重要影响。为探究层理角度对煤样冲击倾向性影响,制备不同层理角度标准煤样,并测试其超声波速,利用GCTS RTR-4600高温高压岩石力学试验系统测定力学参数,计算各项冲击倾向指标,收集碎屑进行断口形态扫描电镜细观分析。研究表明:1)层理面与加载方向夹角对煤样力学参量影响显著,宏观破坏模式及细观断裂特征存在强烈层理效应;2)当层理面与加载方向夹角为90°时煤样冲击倾向性最强,0°时次之,45°时最弱;3)煤样声学特征各向异性明显,轴向垂直层理煤样波速比轴向斜交层理煤样高15.1%;4)同一层理煤样超声波速与弹性模量、单轴强度、冲击能量指数及冲击能量速度指数正相关,且线性拟合优度良好,为煤岩冲击倾向无损检测提供新思路。
关键词

层理角度冲击倾向性各向异性破坏特征超声波波速
基金项目(Foundation)

国家重点研发计划项目(2017YFC0804200)；国家自然科学基金面上项目(51674143,51874176)；
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