单轴压缩煤岩裂纹开裂扩展演化特性实验研究.pdfVIP

学兔兔 第20卷 第2期 (总第 123期) 煤 矿 开 采 Vo1．20No．2 (SeriesNo．123) 2015年4月 C0ALMINING TECHNOLOGY April 2015 单轴压缩煤岩裂纹开裂扩展演化特性实验研究 梁 鹏 ，张艳博 ，田宝柱 ，刘祥鑫 ， (1．河北联合大学矿业工程学院，河北唐山063009；2．河北省矿业开发与安全技术重点实验室，河北 唐山063009) [摘 要] 通过对煤岩进行单轴压缩实验，借助声发射和数字图像处理技术，对单轴压缩条件 下煤岩的裂纹开裂扩展特性进行系统研究。研究结果表明：煤岩破裂过程中裂纹扩展具有阶段性的特 征，其演化特征和载荷、声发射的阶段性变化有 良好的同步性；煤岩破裂过程中裂纹由内向外扩展， 峰值应力前，内部损伤累积到一定程度，岩石内部裂纹萌生，并逐步向岩石表面扩展；煤岩最终破坏 时出现的多条宏观裂纹在变形过程 中开裂扩展趋势基本一致，裂纹形状相似；煤岩微观破裂与宏观断 裂之间存在一定的联系，在煤岩处于相对稳定状态时，主要产生以剪切破坏为主的裂纹，在煤岩产生 小尺度破坏和宏观可见破裂时，主要产生以张拉破坏为主的裂纹。实验结果揭示了煤岩变形破坏规 律，对于煤岩破裂机制研究具有一定的理论意义。 [关键词] 单轴压缩；煤岩；裂纹；扩展演化 [中图分类号]TD315 [文献标识码]A [文章编号]1006—6225 (2015)02．0008．05 ExperimentofCoalandRockfissureCrackingandDeveloping CharacteristiCunderUniaxialCompressionCondition LIANG Peng．一，ZHANG Yan．bo ，TIAN Bao—zhu ，LIU Xiang—xin， (1．MiningEngineeringSchool，HebeiUnionUniversity，Tangshan063009，China； 2．HebeiProvincialKeyLaboratoryofMiningDevelopmentandSafetyTechnology，Tangshan063009，China) Abstract：Coalandrockfissurecrackinganddevelopingcharacteristicunderuniaxialcompressionconditionwasresearchedbyacous— ticemissionanddataimagineprocessingtechnology．Resuhsshowedthatfissuredevelopmenttookon stagecharacteristicduringcoal androckfailureandgoodsynchronism betweenfissureevolvementandstagevariationofloadandacousticemission．Fissuredeveloped from insidetooutside．Beforestresssummit，innerdamageaccumulatedtosomedegreeandfissuresoccurredinrockandrgaduallye— volvedtorocksurface．Crackinganddevelopingtendencyofmacrocrackswhichformedatfinalfailuretimewerebasicallyconsistentand cr