冲击倾向煤侧向变形特性的单轴压缩实验研究

郝宪杰^1,2,3，袁亮⁴，李玉麟³，赵毅鑫³，张重发³，王俊哲³，郭延定³，张旭³

1. 中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室2. 辽宁工程技术大学辽宁省煤炭资源安全开采与洁净利用工程研究中心3. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院4. 安徽理工大学

摘 要：采用岩石力学实验机(MTS)、电镜扫描、声波测试和理论分析对忻州窑14#煤的冲击倾向性和侧向变形特征进行了研究和分析,结论如下:1)该类硬煤峰后存在典型台阶状跌落特征,导致整体动态破坏时间较长,采用该时间指标难以准确判定冲击倾向性,而采用弹性能指数、冲击能量指数、单轴抗压强度均可判定该类硬煤为强冲击倾向性煤.2)该类硬煤侧向应变包含5个阶段:非线弹性阶段主要为轴向方向压缩,侧向变形可基本忽略;线弹性阶段,侧轴比逐渐增大,最终达到泊松比;裂纹扩展阶段,侧向变形开始加速增加;峰后侧向扩容和脆性跌落阶段多次交替出现,侧向应变大幅增加,尤其在台阶跌落时.3)侧轴比的大幅增加主要在峰后,即煤侧向急剧扩张进而发生拉破坏,但也有部分煤进入裂纹扩展阶段即发生侧向急剧扩张.

关键词：冲击倾向;煤体;侧向变形;单轴压缩;