煤层钻孔降倾-控变-耗能防冲机制试验研究

摘要：

对预制钻孔试样开展单轴压缩试验,采用声发射(acoustic emission,简称AE)及数字图像相关(digital image correlation,简称DIC)监测技术探究多列多排布置钻孔试样的力学响应特征,分析钻孔对试样冲击倾向性、变形破坏及能量积聚与释放的影响规律.试验结果表明:煤层钻孔具有降低煤体冲击倾向、引导和控制煤体变形、增加变形能耗散的作用.(1)钻孔试样的强度较完整试样显著衰减,且随钻孔数增多,应力峰前弹性模量、应力峰值、冲击能量指数逐渐降低,冲击倾向性减弱.钻孔提升了AE事件的活动强度,但降低了高能量事件的占比.(2)钻孔布置方式改变了试样的破裂模式.完整试样由其表面中部形成应变局部化区域,并以该区域为弱面发生最终破裂;单列多排钻孔试样在钻孔上下侧起裂,产生局部化带,并向上下延伸形成宏观裂隙;双列多排钻孔试样在同排钻孔间的岩桥内起裂,然后垂直钻孔间岩桥内的裂隙进一步发育,最终形成纵横及斜交的宏观裂隙.钻孔展现出诱导试样提升垂直钻孔方向变形、约束平行钻孔方向变形、增强垂直方向变形、减小体积变形的空间效应.(3)钻孔能够降低变形能密度增长速率UV及变形能密度峰值Umax,同时延缓破坏时刻变形能的释放速率URV,且钻孔数越多,变形能密度峰值Umax及释放速率URV降低幅值越大.

关键词：钻孔卸压、冲击地压、冲击倾向性、变形特征、能量耗散

所属期刊栏目：42

分类号：TD325(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;新疆维吾尔自治区项目

在线出版日期：2021-05-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共15页

页码：1230-1244