单轴压缩下相似材料煤样破裂过程研究

为研究巷道煤体的破裂演化过程,以平煤股份二矿庚一轨道巷为背景,采用水泥、石膏及全粒径煤粉等材料,制备不同配合比的相似材料煤样,通过单轴压缩试验及颗粒流(PFC２D)数值模拟,分析相似材料煤样的破坏模式及裂纹演化过程.结果表明:相似材料煤样的应力 应变曲线特征与原煤的曲线特征相似,试件破坏模式主要是沿斜截面剪切破坏;煤粉含量多的试样(水泥∶石膏∶全粒径煤粉＝１∶１∶１．２５)其破坏模式更接近原煤的破坏模式,PFC２D数值模拟与室内试验得到的应力 应变曲线具有较好的一致性,最终破坏模式相似;根据裂纹累积曲线将裂纹演化过程分为裂纹产生、裂纹扩展、裂纹贯通３个阶段.研究结果为后期相似材料模型试验及巷道支护提供了技术指导.