冲击倾向性煤岩动静载下破坏机理及声发射特性研究

任建喜，景 帅，张 琨

（西安科技大学 建筑与土木工程学院，陕西 西安 710054）

0 引 言

煤炭作为我国目前及未来重要储备能源，近年开采深度由浅埋逐渐转变为深埋。 自然条件下，深埋地层煤岩体处于高应力环境，节理裂隙发育，抗压强度较低。 具有冲击倾向性的煤岩受到施工及地震等动载扰动，内部储存弹性能增加到自身强度极限时会瞬间释放，其冲击动能造成围岩崩落及巷道急剧变形，甚至引发冲击地压。 因此对深埋巷道在动载影响下的具有冲击倾向性煤岩的破坏机理研究及如何应用于巷道围岩稳定性分析已经成为亟待解决的难题。

目前国内对于煤岩变形及破坏规律的研究已取得较大进展：国内学者通过煤岩单轴［1-2］试验，研究其层理特性及非均质性破坏特征；通过常规三轴加载试验研究其声发射特性［3-4］，利用CT 扫描研究其体分形维特征［5］；通过循环加卸载试验［6-8］研究煤岩破裂过程中声发射机理及损伤过程中能量演化规律；通过不同物理力学特性下煤岩加载试验［9-11］研究其声发射发生规律以及通过不同加载条件［12-13］研究其破坏机制和动力学响应；通过冲击载荷试验［14-15］研究其能量耗散机理；通过动载试验［16-17］研究其声发射动力演化机制；通过动静组合荷载试验［18-20］研究其应力波传播并建立突变模型理论。对于煤岩常规动静载下变形规律及声发射特性的研究前人已取得较大进展，但针对深埋煤层冲击倾向性煤岩动静载的变形规律及声发射演化规律研究还较为匮乏。……