岩石多尺度损伤研究进展

岩石损伤破裂是一个从微观到细观到宏观的多尺度链动损伤破裂过程。明确岩石不同尺度损伤特征并建立多尺度损伤的定量化关系对复杂环境下岩石多尺度损伤劣化机理研究至关重要。近年来,研究人员针对复杂环境下岩石多尺度损伤机理开展大量的研究工作,并取得了一定的研究成果。本文从岩石多尺度损伤特征、不同尺度损伤识别与定量化表征、多尺度损伤量效关系3个方面系统评述了岩石多尺度损伤研究进展。首先,总结了岩石微观、细观、宏观损伤特征,分析了岩石多尺度累积损伤破裂过程;其次,基于岩石多尺度损伤特征,系统评述岩石微观、细观和宏观损伤的识别方法以及不同尺度损伤的定量化表征方法,分析了岩石微观-细观-宏观损伤量效关系确定方法;最后,从多尺度损伤识别、定量化表征、量效关系确定方面分析了岩石多尺度损伤研究中存在的不足,提出了从:开发适用于多场耦合环境的岩石微细观损伤实时识别设备,建立岩石三维空间多尺度损伤协同智能化定量表征方法,构建完善的岩石微-细-宏观多尺度损伤量效关系研究体系,丰富创新岩石多尺度损伤理论几方面开展岩石多尺度损伤研究。

坚硬顶板下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化研究

巷旁充填体宽度是沿空留巷体系的一个重要参数,决定着留巷体系的稳定。不同顶板条件下,巷旁充填体具有不同的合理宽度。根据沙曲煤矿沿空留巷的工程地质情况,对坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度优化进行研究,采用理论计算确定充填体宽度范围在(1.65m,3.75m)内,通过数值模拟选择合理宽度值为3.0m,并通过工程实践对确定的充填体合理宽度值进行验证,工程实践中留巷体系整体变形量小,能够保证留巷具有有效的使用断面,留巷能够成功。分析表明:在坚硬顶板条件下,巷旁充填体宽度具有一定的选择范围,在该范围内选择合理的巷旁充填体宽度能够有效降低留巷体系的变形量,提升留巷体系的稳定性,该种方式确定的坚硬顶板条件下沿空留巷巷旁充填体合理宽度能够运用于类似条件矿井。