煤岩组合体冲击倾向性对超低摩擦型冲击地压的影响机制
作者：
李利萍1, 胡学锦1, 潘一山2, 李明会1
作者单位：
1. 辽宁工程技术大学 力学与工程学院, 辽宁 阜新 123000;
2. 辽宁大学 灾害岩体力学研究所, 辽宁 沈阳 110036
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摘要
为揭示煤岩组合体冲击倾向性程度对超低摩擦型冲击地压的影响机制,以不同冲击倾向性煤岩组合体为研究对象,在对煤岩组合试件进行冲击倾向性测定的基础上,采用自行研制的煤岩界面超低摩擦试验装置,以发生超低摩擦效应时的水平位移、动能、摩擦力为指标,探究煤岩组合体冲击倾向性与垂直应力波扰动频率、扰动振幅之间的关系特征。研究结果表明:(1)受扰动频率影响,弱、强冲击倾向煤岩组合体易发生超低摩擦效应的频率显著影响区分别为2.0~3.0,2.5~3.5 Hz,且随着冲击倾向性程度的增强,频率显著影响区逐渐右移。(2)相比于弱冲击倾向性煤岩组合体,强冲击倾向性煤岩组合体发生超低摩擦效应时水平位移、动能和摩擦力降幅较大,煤块易发生超低摩擦滑动。(3)随着煤岩组合体剩余能量指数的增大,冲击倾向性程度逐渐增强,动能呈指数规律增大,煤块越易发生超低摩擦滑动。研究结果可为超低摩擦型冲击地压的预测和防治提供参考。
图片
图 1 超低摩擦型冲击地压发生机理
图 2 单轴循环加卸载试验中煤岩组合模式
图 3 煤岩组合试件加载
图 4 剩余能量指数计算示意
图 5 超低摩擦试验装置
图 6 超低摩擦试验中煤岩组合模式示意
图 7 试验后强、 弱冲击倾向煤岩组合体破坏情况对比
图 8 工作块体水平位移、 速度时程曲线
图 9 工作块体水平位移变化
图 10 不同扰动频率、 幅值下工作块体动能变化
图 11 煤岩摩擦滑动试验示意
图 12 不同扰动频率、 幅值下煤岩界面摩擦力变化
图 13 剩余能量指数与动能拟合关系
作者简介
第一作者简介：
李利萍(1983—)，女，安徽亳州人，教授，博士生导师，主要从事深部煤岩动力灾害方面的教学与研究工作。担任辽宁省力学学会理事、中国岩石力学与工程学会会员。入选辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才，德国弗莱贝格工业大学访问学者。主持国家自然科学基金项目2项，辽宁省自然科学基金项目1项，辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才项目1项，参与国家基金项目6项。在采矿与岩层控制工程学报、力学学报、煤炭学报、岩石力学与工程学报、Proceedings of the 3RD Isrm Sinorock Symposium等国内外学术期刊与会议中发表学术论文30余篇，其中SCI检索5篇，EI检索12篇，授权国家发明专利4项。
胡学锦(1991—)，女，辽宁阜新人，博士研究生，主要从事深部煤岩动力灾害方面的研究工作。
本文引用格式
李利萍, 胡学锦, 潘一山, 等. 煤岩组合体冲击倾向性对超低摩擦型冲击地压的影响机制[J]. 采矿与岩层控制工程学报, 2024, 6(4): 043027.
LI Liping, HU Xuejin, PAN Yishan, et al. The influence mechanism of bursting tendency of coal-rock combination on ultra-low friction-typed rockburst[J]. Journal of Mining and Strata Control Engineering, 2024, 6(4): 043027.
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