软煤应变强度硬化冲击灾变

论文摘要

煤与瓦斯突出软煤层不具冲击倾向性,但在深部开采中却发生了软煤层冲击灾变动力现象.为探索软煤冲击灾变的成因,通过文献研究和工程案例实证分析,证明了软煤层冲击灾变现象的客观存在;通过煤样无侧限单轴压缩试验和冲击倾向性测定,得知试验煤样无冲击倾向性,极限载荷后单调应变强度软化;模拟工程背景现场与掘进工作面和采煤工作面中部相同的边界约束和加载条件,开展单自由度边界承压试验,考察灾变全程应力、应变、声发射特征,研究软煤冲击灾变机理.结果表明:单自由度边界条件下加载,3个煤样均出现应变强度软化-硬化-灾变过程,甚至反复软化-硬化;经应变强度硬化,灾变前煤样抗压强度均超过冲击倾向性的阈值条件;定义了应变强度软化、应变强度硬化系数,灾变前应变强度硬化系数分别为1. 26,1. 53,2. 25,应变强度硬化程度比较显著;软煤在单自由度约束条件下承压,应变硬化达到煤样冲击破坏强度条件时,可发生类似硬煤的冲击灾变,合理解释了现场软煤层冲击灾变的成因.深部高应力条件下,煤与瓦斯突出软煤掘进和开采,要对应变强度硬化导致煤层冲击灾变引起重视;工程上,这种冲击灾变的强度一般不高,但其可诱导煤与瓦斯突出或瓦斯异常涌出,危害性很高.

论文目录

• 1 工程案例分析
• 2 煤的冲击倾向性测定
• 3 单自由度抗压试验与分析
•   3.1 试验条件
•   3.2 试验结果分析
•     3.2.1 B-1煤样
•     3.2.2 B-2煤样
•     3.2.3 B-3煤样
• 4 机理探讨
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李铁

关键词: 深部开采,煤与瓦斯突出,软煤,应变强度硬化,冲击灾变

来源: 哈尔滨工业大学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室(北京科技大学),北京科技大学土木与资源工程学院

基金: 国家自然科学基金(51674016,51534002)

分类号: TD713;TD324

页码: 84-89

总页数: 6

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