为研究承压破碎煤岩体压实与再破碎特征,根据破碎煤岩体的力学特征与孔隙结构的稳定性将破碎煤岩体的压实变形过程分为塑性失稳、应力恢复与类原岩应力3个阶段,再通过获有专利权带侧限的破碎煤岩体压缩实验系统以分级加载的方式对不同Talbol指数n的破碎煤样进行压实试验。研究表明:在整个压实过程中,由煤样颗粒位移重组引起的变形大于由破碎填充引起的变形;随着应力的增大,各组试样中小粒径的颗粒不断大幅增加,其中M-4组试样增幅最大,增加了389.4 g,其余大粒径的颗粒不同程度的减少,4组试样承载后的粒度分布均趋近于同一种稳定的级配结构;分形维数轴向应力间符合幂函数关系,且应力一样时,n越大,混合破碎煤样的分形维数变化率越大;给出破碎煤岩体承压过程中压缩模量的计算公式,并发现相同应力条件下n越大,破碎率变化率越大,混合破碎煤岩体的稳定性越差,为采空区安全治理与预防地表沉降提供了有力的理论指导。

国家自然科学基金项目（51774234,51874234）；

1 承压破碎煤岩体压实变形过程
2 试验方法及原理
2.1 实验设备及试样制备
2.2 试验方法与原理
3 试验结果与分析
3.1 承载过程中破碎煤体的分形分布特征
3.2 不同应力与级配下压缩模量的变化
3.3 不同应力与级配下破碎率的变化
4 结论

张天军,刘楠,庞明坤,张秀锋,郭毅,张硕.级配破碎煤岩体压实过程中再破碎特征研究[J].采矿与安全工程学报,2021,38(02):380-387.