含裂隙煤体能量耗散特征与冲击倾向性研究

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 51; no. 5; pp. 32 - 44
• Main Authors: 朱志洁, 李瑞琪, 汤国水, 韩军, 王来贵, 吴云龙
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 煤炭科学研究总院 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室, 北京 100013%辽宁工程技术大学 矿业学院, 辽宁 阜新 123000%滁州职业技术学院 组织人事处, 安徽 滁州 239000 01.05.2023; 辽宁工程技术大学 矿业学院, 辽宁 阜新 123000
• Subjects: 裂隙煤体; 颗粒流模拟; 冲击倾向性; 单轴压缩; 冲击地压
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.13199/j.cnki.cst.2022-2242

TP315; 冲击倾向性是煤岩体能否发生冲击地压的自然属性,裂隙的分布对其有重要影响.为研究煤体原始裂隙对能量耗散特征和冲击倾向性的影响机制,采用PFC2D数值模拟方法,对不同裂隙类型的煤体试件进行了单轴压缩测试.研究表明:①随着裂隙倾角的增大,宏观力学参数抗压强度和弹性模量均表现为先减小后增大的趋势;当裂隙倾角为 30°时,两者都取得最小值.不同裂隙类型宏观力学参数大小关系为:非共面平行双裂隙试件＜单裂隙试件＜共面断续双裂隙试件.②弹性应变能和总应变能的变化规律与宏观力学参数相似.平行非共面的裂隙试件在裂隙之间形成了能量耗散结构,共面断续双裂隙试件裂隙之间形成了能量集中区,揭示了不同裂隙类型弹性能量大小关系的内在原因.③从煤岩体储存弹性能的能力和破坏后释放弹性能的能力 2个角度对冲击倾向性进行分析,提出了弹性能储存率和弹性能释放率 2个冲击倾向性指标.④随着裂隙倾角的增大,弹性能储存率和弹性能释放率均表现为先减小后增大的趋势;当裂隙倾角为 30°时,两冲击倾向性指标都取得最小值.不同裂隙类型冲击倾向性大小关系为:非共面平行双裂隙试件＜单裂隙试件＜共面断续双裂隙试件.裂隙的分布形态对煤体的冲击倾向性具有显著影响,在煤岩体的冲击倾向性评价和冲击地压防治中应考虑裂隙这一因素.