基于真三轴卸载试验不同倾角组合煤岩力学特性研究

为深入研究煤炭开采过程中顶板结构面倾角对煤岩力学特性的影响,通过自主研发的地声过程模拟试验系统,开展不同结构面倾角条件下组合煤岩真三轴加卸载试验,并利用声发射探测系统进行监测。研究结果表明:随着结构面倾角的增大,试样的破坏强度逐步下降,裂隙发展也逐渐减弱,其破坏形态从张拉剪切破坏逐渐向剪切破坏转变,直至倾角达到40°时,试样整体发生滑移破坏;在卸载破坏前,倾角<30°的试样发生充分的塑性变形,其承载力得到充分发挥,而倾角≥30°的试样达到临界破坏极限时迅速破坏,出现部分或完全滑移破坏;声发射信号集中于卸载破坏阶段,试样的结构面倾角越大,声发射累计计数越少,当倾角达到40°时发生滑移破坏,最大振铃计数大幅下降,对其累计计数略有影响。研究成果可为深入认识顶板结构面倾角引起的卸载破坏机制及矿山安全开采提供参考。

加载速率对煤岩力学特性及红外辐射规律研究

为了研究煤岩在不同加载速率下的力学特性及其失稳破坏时的红外前兆信息,利用TP耦合试验机和高精度红外热成像仪,选取0.01、0.02、0.03、0.04和0.05 mm/s 5个加载速率对煤岩进行单轴压缩试验。结果表明:煤岩线弹性变形阶段占比在原生裂隙闭合阶段、线弹性变形阶段、失稳破坏阶段中随加载速率增大明显降低;煤岩平均红外温度最大最小温差随着加载速率增大逐渐缩小;煤岩失稳破坏时表现出降温前兆现象,增大加载速率对其提前发生具有抑制效果。