单轴受压条件下煤岩非均质性对其破坏特征的影响

宋红华^1,2，赵毅鑫^1,2，姜耀东^1,3，张修泽³

1. 中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室2. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院3. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院

摘 要：以忻州窑14号煤为研究对象,基于波速测试、CT扫描和三维重构技术,分析了煤岩内部原生裂隙、孔隙以及矿物夹杂分布的非均质特征,研究了单轴受压条件下,沿不同方向加载时,煤样内部结构分布的非均质性对煤岩破坏特征的影响。研究发现,煤样内部原生裂隙、孔隙以及矿物夹杂分布方向的非均质性是造成不同加载方向上煤岩破坏特征差异性的原因:煤样内部原生裂隙、矿物夹杂沿层理方向分布和延伸,造成沿垂直层理加载煤样的单轴抗压强度、总声发射计数等参数的均值高于沿平行层理加载的煤样;割理的横向截割作用使沿垂直割理加载煤样整体性低于沿平行割理加载煤样,并造成其单轴抗压强度,总声发射计数等参数的均值以及加载过程中声发射现象的规律性略低于后者;煤样单轴抗压强度与纵波波速呈指数函数关系,煤样内部非均质性对其单轴抗压强度的影响可由非均质系数表示,且2者呈负相关。

关键词：CT扫描;三维重构技术;煤岩;非均质性;单轴压缩;