不同节理夹角煤单轴压缩力学和声发射响应及影响机制

• Published in: 煤炭学报 Vol. 45; no. 5; pp. 1726 - 1732
• Main Authors: 牟宏伟, 何学秋, 宋大钊, 李振雷, 邱黎明, 苏东方, 殷山
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083 01.05.2020; 北京科技大学土木与资源工程学院,北京100083
• Subjects: 声发射; 节理; 监测预警; 煤体破坏
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.DY20.0240

TD313; 煤岩的力学特性和声发射响应规律对冲击地压监测预警至关重要,为研究加载方向与节理面夹角(α)对煤样力学特性、裂纹扩展方式及声发射响应的影响,对不同加载方向与节理面夹角的煤样进行单轴压缩试验,并分析了力学和声发射信号响应规律.结果 表明:加载方向与节理面夹角对煤样力学特性和声发射响应规律有显著影响.随α增大,峰值载荷和破坏时间均呈先微降后增大的趋势,峰后破坏时间从0°到30°出现陡降趋势.α≤45°煤样的应力-应变在峰值或峰值后出现震荡起伏现象,单轴抗压强度和应变量均小于α＞45°的煤样.α＞45°煤样的应力-应变曲线在峰值或峰值后无震荡起伏现象;α≤45°的煤样受力以平行节理面应力分量为主,更容易产生沿节理面的滑移破坏,振铃累计值陡增和大能量声发射信号主要集中在峰后阶段,声发射信号与应力降具有很高的相关性.α＞45°的煤样受力以垂直节理面应力分量为主,更容易产生挤压摩擦破坏,在应力稳定上升阶段就伴随着大量的声发射信号,大能量声发射信号主要集中在峰前阶段;随α增大,煤样表现出的冲击倾向性越强,声发射信号以45°为界表现出不同的峰前峰后特征.因此,鉴定煤冲击倾向性和利用声发射进行冲击地压监测预警时,需充分考虑煤层节理面与现场受力情况.