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| 冲击载荷瞬时扰动原煤试样破裂演化及瓦斯放散特征研究 | |
| 作者姓名： | 孔祥国 杨送瑞 王恩元 李树刚 林海飞 季鹏飞 |
| 作者单位： | 1. 西安科技大学安全科学与工程学院;2. 中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室;3. 西安科技大学教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室 |
| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(51934007,51904236);;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2020CXNL10)~~; |
| 摘 要： | 为了揭示冲击扰动煤体瞬时破坏及瓦斯异常涌出机制,采用含瓦斯煤霍普金森压杆试验系统,开展冲击载荷下三维含瓦斯煤冲击破坏及瓦斯放散测试,研究冲击载荷瞬时扰动下原煤试样破裂演化特征及瓦斯放散规律,分析轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷速度4个受载因子对初始最大瓦斯放散速度的影响。结果表明：在低围压或高冲击载荷条件下,三维含瓦斯煤呈现粉碎式破坏,其他试验条件下煤样呈现轴向拉伸破坏模式,裂纹尺度和数量随着轴向静载、围压、瓦斯压力和冲击载荷数值大小而有所不同;冲击载荷作用瞬间,原煤试样瓦斯放散速度瞬时达到最大,随后呈幂指数形式衰减;瓦斯放散持续时长基本在2.00 s之内,随受载因子变化而略有不同;冲击瞬间最大瓦斯放散速度随轴向静载呈指数函数增加,随围压呈线性降低,随瓦斯压力和冲击载荷速度呈线性增加趋势。通过单位尺度受载因子变化对原煤试样最大瓦斯放散速度的贡献度,确定影响煤体瓦斯放散的受载条件重要度为r(冲击载荷)>r(围压)>r(轴向静载)>r(瓦斯压力)。基于乌斯基诺夫式煤粒瓦斯放散模型,建立冲击扰动原煤瓦斯放散模型,对比不同冲击载荷速度下放散模型计算的放散速度理论值与实验值,... |
| 关 键 词： | 岩石力学 冲击载荷 含瓦斯煤 破裂演化 瓦斯放散 复合动力灾害 |