深部煤层底板岩体能量演化特征及卸荷劣化破坏机制研究

为研究深部煤炭回采过程中底板岩体能量变化特征及卸荷劣化机制，开展了不同围压卸载速率下岩石力学试验，综合理论分析和实验室试验分析了不同卸载阶段的岩石损伤断裂能量、弹性模量的变化特征。研究表明：卸围压过程中的岩石变形破坏可划分为围压卸载起始点至失稳破坏、失稳破坏到加速破坏、进入加速破坏3个阶段。在围压卸载起始点至失稳破坏阶段和失稳破坏到加速破坏阶段，相同轴压下，不同围压卸载速率对岩石弹性模量劣化程度产生的影响较小；在围压卸载起始点至失稳破坏阶段，损伤断裂能量消耗较少，但岩石弹性模量劣化程度较为明显；在失稳破坏到加速破坏阶段，弹性模量的劣化程度相比于围压卸载起始点至失稳破坏阶段趋缓，但损伤断裂能量消耗呈现增长变化趋势。在岩石进入加速破坏阶段，卸载速率越快，岩石卸围压过程中释放的损伤断裂能量越大，越易形成宏观贯穿式裂纹，煤层底板突水危险性随之增大。