冲击荷载作用下煤岩动力特性试验研究
2020-08-21张嘉凡程树范张慧梅
煤矿安全 2020年8期
关键词:裂纹
张嘉凡,高 壮,程树范,张慧梅
(西安科技大学 力学系,陕西 西安710054)
煤与瓦斯突出和冲击地压是常见的煤岩动力灾害,且均在极短时间内发生,这类安全隐患严重制约着煤矿安全高效开采[1-2]。爆破是煤矿开采中必备的动力破岩手段,爆破过程中产生高应变率的冲击荷载是煤与瓦斯突出和冲击地压发生的诱因之一。因此,研究煤岩冲击荷载作用下的动态特性对于预防煤矿动力灾害事故具有重要的意义。
Costantino[3]和Kleplaczko[4]分别对准静态和冲击载荷作用下煤岩体的力学特性进行了研究;尹土兵等[5]研究了在冲击荷载作用下不同温度处理后的煤岩物理力学性质;刘保县[6]通过单轴压缩及声发射试验得到了煤岩的损伤演化规律;袁梅[7]利用自主研制的三轴渗透仪进行了三轴渗流试验,研究了瓦斯压力对煤层渗透率的影响;刘晓辉[8]对煤岩进行了不同应变率下的冲击压缩试验,从能量的角度分析了煤岩的动态力学特性;解北京[9]利用φ75mm 的大直径SHPB 实验装置开展了层理原煤试样和砂岩试样的对比实验,得到了层理对煤岩冲击破坏力学特性的影响;刘少虹[10]通过改进的SHPB 装置研究了一维动静组合加载下煤岩的强度特征,认为煤岩体结构特性增强了煤层对动静载荷的抵抗能力;潘俊锋[11]研究了不同冲击倾向度对煤岩动静组合力学特性的影响。
采用应力加载系统和分离式霍普金斯压杆装置分别对煤岩进行准静态单轴压缩和冲击压缩试验,研究煤岩在静载和动载作用下的变形破坏特征,分析煤岩弹性模量、动态抗压强度及峰值应变随冲击荷载的变化规律,从煤岩的动力学本质特性揭示其破坏机理,为防治煤矿动力灾害提供理论基础。……
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