岩煤结构静动组合加载试验系统研制及应用

作者

樊玉峰肖晓春丁鑫徐军吴迪王爱文雷云
单位

辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁工程技术大学辽宁省矿山环境与灾害力学重点实验室辽宁大学灾害岩体力学研究所中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室
摘要

为明确煤层应力集中、顶板断裂和断层滑移等诱冲条件下岩煤组合结构体破坏失稳机制，自主研制了岩煤结构静动组合加载多参量试验系统，实现了多尺度岩煤组合结构两向静-动组合荷载的独立施加，动载施加间隔可达0～2 000 ms,实现了深部矿山多种动力扰动条件的模拟.同时该系统可搭载数字散斑监测系统、声发射-电荷信号监测系统，实现了岩煤结构失稳过程表面应变场、位移场和破坏失稳前兆信息监测，最后应用该系统开展了静载、侧向动载和两向动载条件下含弱面岩煤结构体滑移失稳试验.试验结果表明：静载条件下岩煤组合结构破坏表现出明显的分区破坏形式，破坏失稳时间为0.28 s,侧向动载条件下岩煤组合结构表现为整体倾出的失稳模式，破坏失稳时间缩短至0.001 s,两向动载冲击后岩煤组合结构先保持了5 s的稳定阶段，随后煤层整体倾出.荷载条件是影响岩煤结构体力学行为的重要力源因素，试验结果验证了系统的可靠性.
关键词

岩煤组合结构体静动组合加载试验系统滑移型冲击地压滑移失稳破坏特征
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51974186,51974147)；辽宁工程技术大学学科创新团队项目(LNTU20TD-17)；
文章目录

1 试验系统构成及技术参数
1.1 主要功能
1) 两向刚性压头加载
2) 动静载荷组合施加方式
3) 多参量监测
1.2 试验机技术参数
2 系统各部分组成及关键技术
2.1 静载加/卸荷系统与动载施加系统
1) 载荷施加装置
2) 液压伺服控制系统
3) 多种静-动载荷试验路径
2.2 载荷-位移监测系统
1) 载荷监测
2) 位移监测系统
3) 监测采集系统
2.3 电控系统
2.4 岩石动态破坏多区域监测系统
2.5 声发射监测系统与电荷感应监测系统
3 试验系统特点
3.1 动-静载荷组合施加
3.2 多尺度、高精度、稳定性强
3.3 多参量
4 含弱面岩煤结构滑移破坏试验研究
4.1 试验方案与步骤
4.2 试验结果分析
5 结论
引用格式

樊玉峰,肖晓春,丁鑫,徐军,吴迪,王爱文,雷云.岩煤结构静动组合加载试验系统研制及应用[J].中国矿业大学学报,2023,52(03):502-512.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20220215.