裂隙角度对煤冲击倾向性的数值模拟研究

作     者：靳涛 连清旺 JIN Tao;LIAN Qingwang

作者机构：太原理工大学矿业工程学院太原030024 

出 版 物：《煤炭技术》 (Coal Technology)

年 卷 期：2022年第41卷第5期

页      面：125-128页

学科分类：081901[工学-采矿工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：山西省自然科学基金资助项目(201901D22111524092721525503105701) 

主　　题：裂隙角度 冲击倾向性 RFPA2D 单轴抗压强度 冲击能量指数 声发射 

摘      要：煤的层理和割理都极为发育,此外,还存在有一定的无序裂隙,导致煤具有非均质性。在受压状态下裂隙的起裂、扩展及贯通是煤岩体破坏的重要原因,裂隙的存在形式可以改变煤岩体受力状态,并对煤的冲击倾向性造成影响。为探究裂隙角度与冲击倾向性的关系,利用RFPA2D软件模拟不同裂隙角度下煤体变形破坏的全应力-应变曲线、裂隙发育及破坏形式,进行统计分析,衡量裂隙不同倾角对煤冲击倾向性参数的影响及破坏效果。试验结果表明:(1)裂隙的存在弱化了煤的冲击倾向指标,但单条裂隙与加载方向的夹角不同对煤样应力-应变曲线形态影响不突出,当加载方向与裂隙倾角90°时,冲击倾向性减弱最为显著;(2)不同裂隙倾角形式下裂隙的发育主要表现为沿原始裂隙起裂发育;(3)随着倾角增大,更早出现微小裂隙,且裂隙发育缓慢,持续时间更长,耗散能量增加,宏观破坏程度变弱,冲击倾向性变弱。