【摘 要】
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针对冲击地压形成机制的复杂性且易导致无法准确有效预防冲击地压发生的问题,为研究采动作用下强冲击倾向性岩层能量调控机制,开展孔洞充填岩样岩石力学实验,分析不同充填状
【机 构】
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西安科技大学能源学院,陕西西安710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西西安710054;自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室,陕西西安710021
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针对冲击地压形成机制的复杂性且易导致无法准确有效预防冲击地压发生的问题,为研究采动作用下强冲击倾向性岩层能量调控机制,开展孔洞充填岩样岩石力学实验,分析不同充填状态下岩样能量演化机制与破坏模式,揭示强冲击倾向性顶板岩样孔洞充填调控能量演化机制.结果表明:相比于未钻孔完整状态岩样,钻孔未充填状态岩样、钻孔充填铜管状态岩样(刚性充填)及钻孔充填固化体(柔性充填)状态岩样力学参数均有所劣化.不同充填状态下岩样能量演化规律大致与未钻孔完整状态下岩样相同,但在屈服破坏阶段以及破坏后期阶段均存在明显差异.由于钻孔的存在,加剧了岩样的初始损伤,对于钻孔充填钢管状态,岩样吸收的总应变能提高,而对于钻孔充填固化体状态,不仅提高了岩样的强度,还改变了岩样的强脆性特征.同此构建充填改性能量转化效率,通过计算能量转化效率,进一步说明“先释放+后吸收”能量调控机制.最后对比分析不同充填状态下岩样冲击倾向性排序,发现钻孔充填铜管和钻孔充填固化体均能更好地降低冲击地压发生程度,且钻孔充填固化体效果优于钻孔充填铜管,但需重点关注钻孔充填固化体状态下发生应变增大特征,对于工程环境中的大变形环境,同样易发生灾害.
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