原生裂隙结构对煤岩物理力学特性影响分析

莫云龙^1,2,3，李宏艳^1,2，孙中学^1,2，李磊^1,2，王健达^1,2

1. 煤炭科学技术研究院有限公司矿山安全技术研究分院2. 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室3. 辽宁工程技术大学力学与工程学院

摘 要：为量化分析煤岩原生裂隙结构对其物理力学特性的影响,以不同冲击倾向性矿井煤样为研究对象,采用工业CT扫描和三维重构技术,提出了以长度因子、宽度因子、面积因子、体积因子、倾角因子和分形因子来量化描述煤岩原生裂隙结构的三维特征,并且依据样本相关性分析原理和偏最小二乘回归分析原理,对原生裂隙结构几何特征与物理力学特性之间关联的进行了回归分析。研究发现:不同物理力学特性的煤岩介质,原生裂隙结构特征差异明显,发育程度与其冲击倾向性成反比;除泊松比,煤岩物理力学特性与原生裂隙结构特征的几何因子存在显著的相关性;不同的几何因子对物理力学特性的影响能力以及各个物理力学特性受几何因子的影响程度均不同。

关键词：原生裂隙;物理力学特性;三维重构;几何特征;相关性分析;