• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
废弃矿井遗留煤柱-人工坝黏结体失稳特征试验研究
  • 作者

    杨科吕鑫刘钦节杨彦群池小楼方珏静付强王于张寨男

  • 单位

    安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家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西焦煤集团有限责任公司

  • 摘要
    煤柱-人工坝构建对利用关闭/废弃矿井地下空间储水至关重要,保证煤柱-人工坝黏结体结构稳定性是保障关闭/废弃矿井地下空间储水安全有效的基础。基于煤柱-人工坝黏结体受力状态分析,考虑三因素三梯度的黏结变量,制备29组不同黏结结构煤柱-人工坝类煤岩试件,开展无侧压单轴压缩试验;并基于煤柱-人工坝黏结体强度、应变变化、能量演化规律与宏观破坏特征,分析煤柱-人工坝黏结体角度、宽度、深度参数对试件性能与失稳模式的影响。研究结果表明:煤柱-人工坝黏结体受力状态根据黏结紧密性可分为分体承载、分担承载和协同承载,且分别对应3种本构模型;煤柱-人工坝黏结体各组试件单轴压缩破坏过程中存在典型全应力-应变曲线各阶段特征,以角度参数划分的3条强度曲线均呈现出“V-v-V”型结构;将轴向应变以角度参数绘制曲线时,曲线趋势复杂,在30mm宽度时呈现为先减小后增加的趋势,35mm宽度时则表现为持续减小,而40mm宽度时表现出持续上升的趋势;试件能量变化与应力-应变曲线各阶段相对应,同时敏感性分析表明深度参数是试件强度的主控因素,而角度的改变引起的轴向应变变化最为明显,最优参数组合为70-30-7.5;根据黏结体试件破坏形态分析结果,煤柱-人工坝黏结体试件可分为分散双劈裂失稳、联合单劈裂失稳和承载双柱状失稳3种模式。
  • 关键词

    关闭/废弃矿井煤柱-人工坝地下水库黏结组合体失稳模式

  • 基金项目(Foundation)
    中国工程院院地合作项目(2020SX5);山西省揭榜招标资助项目(20191101016);山西省重点科研项目(57820191101016);安徽省高校科学研究项目(YJS20210391);
  • 引用格式
    杨科,吕鑫,刘钦节,杨彦群,池小楼,方珏静,付强,王于,张寨男.废弃矿井遗留煤柱-人工坝黏结体失稳特征试验研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(06):1071-1083.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2021.0564.
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