低强度冲击倾向性煤岩相似材料配比试验研究

作     者：梁伟康 华心祝 李琛 潘伟鹏 谢宇航 LIANG Weikang;HUA Xinzhu;LI Chen;PAN Weipeng;XIE Yuhang

作者机构：安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 

基　　金：国家自然科学基金项目(52227901 52374075) 

出 版 物：《煤炭工程》 (Coal Engineering)

年 卷 期：2024年第56卷第11期

页      码：132-139页

摘      要：物理模拟试验是研究煤岩冲击地压的重要科学手段之一,研制出低强、冲击倾向性的煤岩相似材料,是冲击地压物理模拟研究的关键。针对材料性能要求,引入冲击能量指数和脆性指数,采用正交试验设计法与敏感性分析法,选取碳酸钙含量、重晶石粉含量、石膏水泥质量比和水含量4个因素,设计4因素5水平共25组正交配比方案。开展试样单轴压缩及声发射特征试验,得到试样应力-应变曲线和声发射演化特征并测定每组试样强度、冲击能量指数等性能参数,对比分析各试验参数在4个影响因素不同水平下的变化规律,并以冲击能量指数和脆性指数作为筛选条件挑选相似材料配比方案。试验结果表明:水含量和碳酸钙含量是制备低强度冲击强煤岩相似材料的主导因素,改变石膏水泥质量比能够调节相似材料脆性程度与强度;以冲击能量指数K_(E)≥1.5、脆性指数B_(Izhou)≥0.2为选择标准,共得到6组低强度高冲击倾向材料配比,水含量为19%~25%,碳酸钙含量为26%~32%时制备试样冲击倾向性能够满足试验要求;试样加载过程中,屈服阶段之前声发射事件不活跃,进入屈服阶段后振铃计数陡增,出现高能量破坏,屈服前后呈现“平稳过渡,急剧上升”的趋势。

主 题 词：冲击能量指数 相似材料 冲击地压 脆性指数 声发射 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

D　O　I：10.11799/ce202411020

馆 藏 号：203155991...