龚 爽，赵毅鑫，王 震，周 磊，杨达明，王 文

(1.河南理工大学 能源科学与工程学院，河南 焦作 454003; 2.河南理工大学 河南省矿产资源绿色高效开采与综合利用重点实验室，河南 焦作 454003; 3.河南理工大学 煤炭安全生产河南省协同创新中心，河南 焦作 454003; 4.中国矿业大学(北京) 能源与矿业学院，北京 100083; 5.河北工程大学 矿业与测绘工程学院，河北 邯郸 056038)

岩石(体)在动态载荷作用下的裂纹扩展机制对于爆破工程、地震机理、水力压裂抽采煤层气技术和矿井动力灾害机理研究等均具有重要意义[1]。谢和平等[2]采用分形理论分析了裂纹扩展对动态应力强度因子和裂纹扩展速度的影响;张劳恩[3]采用概率积分法预计模型对2个煤矿采空区间安全廊道进行了稳定性分析，并得出受断层构造抑制作用下安全廊道地表变形特征。以往针对岩石类材料的动、静态裂纹扩展行为研究多集中于裂纹汇聚和分叉特性以及裂纹扩展形态与速率方面，且研究对象多为均质类材料[4-6]。但由于实验手段所限，其中对于含层理结构的各向异性煤岩材料涉及较少，考虑动载扰动和裂纹扩展的分形效应研究更是鲜有报道。

由于地质沉积作用，煤体内富含多种层理或节理构造，导致其宏观表现出显著的各向异性。煤体的各向异性效应对动载扰动下煤柱的稳定性控制、煤层压裂抽采煤层气时裂缝扩展时空演化特征以及煤巷顶板支护设计等均具有显著影响。国内外学者针对煤岩类材料的各向异性效应展开了众多研究，CHENEVERT和GATLIN[7]通过试验研究发现，各向异性效应对含层理结构的页岩、砂岩和石灰岩的弹性模量及强度均有明显影响。……