松散煤岩组合体不均匀破坏试验研究

余伟健^1,2，吴根水²，刘泽²，鲁义¹，黄钟²，刘芳芳²

1. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室2. 湖南科技大学资源环境与安全工程学院

摘 要：为了研究薄煤层开采下松散煤岩体巷道不均匀破坏问题,以松散煤岩体回采巷道为工程背景,对松散煤岩体组合试件进行了一系列单轴试验研究。试验结果表明:松散煤岩组合体试件的平均单轴抗压强度介于全岩试件与全煤试件强度之间(2.19～3.37 MPa)。不同加载速率试验条件下,松散煤岩组合体与全煤试件的试验结果与一般完整硬岩有较大区别,试样平均单轴抗压强度和平均残余强度没有增加,反而随加载速率增加而减小(1 MPa左右)。松散煤岩组合体试件存在着一个加载速率的临界值效应,力学特性呈现出先减小后增加的规律。组合体试件松散煤体和岩体环向应变最大值发生在单轴应力加载至峰值强度附近。从煤、岩环向应变等值线分布云图来看,岩体在受载全过程环向应变较为平稳,而煤体应变波动敏感较大,煤体部位环向应变幅度范围明显大于岩体部位的环向应变值。可见,松散煤岩组合体试件整体变形呈非线性,二者不均匀破坏明显。

关键词：半煤岩巷;松散煤岩体;不均匀破坏;岩石力学;加载临界值;