神东矿区不同赋存深度沉积岩抗拉强度与断裂韧度研究

• Published in: 煤炭学报 Vol. 44; no. 6; pp. 1732 - 1741
• Main Authors: 赵毅鑫, 刘斌, 杨志良, 宋桂军, 杨东辉
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 神东煤炭集团有限责任公司神东煤炭技术研究院,陕西神木719315 01.06.2019; 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京100083%煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京 100011; 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083; 煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室,北京 100011; 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京100083%中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京100083
• Subjects: 断裂韧度; 深部开采; 抗拉强度; 声发射; 赋存深度; 沉积岩
• ISSN: 0253-9993
• DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.9031

TD313; 为研究神东矿区不同赋存深度沉积岩抗拉及断裂性能,利用声发射监测系统对神东矿区不同赋存深度沉积岩样品巴西劈裂加载过程中的声发射参数进行监测,探讨了岩样抗拉强度、Ⅰ型断裂韧度及两者比值k随赋存深度的变化规律;分析了劈裂破坏过程中损伤演化、破坏特征及前兆信息.结果 表明:抗拉强度和断裂韧度随赋存深度增加而增大,且二者均与赋存深度呈幂函数关系,埋深-300 m以浅岩样的抗拉强度和断裂韧度分别在0.5 MPa和0.15 MPa·m1/2以下,而-300 m以深岩样则分别在1.0 MPa和0.15 MPa·m1/2以上;岩样抗拉强度与断裂韧度的比值k也随赋存深度的增加而增大,且与赋存深度呈对数函数关系,即埋深-300 m以浅岩样k值为2～3,-400 m左右k值为3～6,-500 m以下k值相对离散.同时,神东矿区不同赋存深度岩样破坏为张-剪混合型,张拉破坏贯穿整个破坏过程,但剪切破坏发生时间不同,即-300 m以浅岩样剪切破坏发生在峰后阶段,而-300 m以深岩样剪切破坏发生在峰前阶段;不同赋存深度岩样在峰值强度前均会出现破坏前兆点,-300 m以浅岩样(除中粗砂岩外)基本在应力峰值的70％ ～90％,而-300 m以深多在应力峰值的92％以上;可以看出沉积岩失稳预警时间随赋存深度增加而减少,且随深度增加其失稳破坏更加迅速且剧烈.