在煤炭开采和煤层气抽采相关工程中，软硬复合煤层的卸荷破坏问题是围岩支护和煤层增透改造所面临的共性问题。为了探求复合煤层卸荷过程中的力学特性及破坏过程中的能量演化规律，基于能量耗散方程及煤岩损伤模型，采用PFC数值模拟和室内试验相结合的方法，研究了新田煤矿4#煤层复合煤层在不同软分层厚度比下的煤体变形破坏方式、力学特性及能量耗散和声发射规律，最终得到新田煤矿4#软硬复合煤层厚度比对卸荷破坏控制规律；并在现场利用水力冲孔加以验证。结果表明：在三轴压缩下，不同厚度比对复合煤体变形破坏方式的作用表现在主裂纹的转移、剪切拉伸裂纹数量变化、剪切面卸荷破裂带变化上；复合煤体的应力-应变曲线以厚度比0.45(软分层厚度/复合煤层厚度)为分界点，产生“阶梯式”的平缓与剧烈变化，并与围压大小相关联；复合煤体卸荷破坏的本质是颗粒间黏结键的断裂，厚度比对耗散能的大小以及煤体颗粒间黏结键的断裂产生积极作用；且现场水力冲孔的结果与模拟结论呼应。

安徽高校协同创新资助项目（GXXT-2021-018）；合肥综合性国家科学中心能源研究院资助项目（21KZS218）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2020ZDPYMS13）；

1 煤样特征及试验方法
2 参数标定及数值模型
2.1 煤层参数标定与验证
2.2 能量耗散方程
2.3 煤岩损伤模型
3 复合煤层三轴压缩数值模拟
3.1 变形破坏方式
3.2 力学特性
3.3 复合煤体三轴压缩下能量耗散及声发射规律
3.4 讨论分析
4 现场验证
5 结语

刘洪永,李振,杨建敏,李龙飞,郑春山.软硬复合煤层厚度比对卸荷破坏的控制作用[J].煤矿安全,2023,54(06):97-106.DOI:10.13347/j.cnki.mkaq.2023.06.015.