应力加载下采煤工作面卸压钻孔裂隙演化特征

作     者：魏高明 刘森 易欣 刘洪亮 孙国桢 

作者机构：西安科技大学安全科学与工程学院 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室 山东能源集团西北矿业有限公司 

出 版 物：《煤炭技术》 (Coal Technology)

年 卷 期：2024年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金青年科学基金项目(5240042179) 陕西省教育厅重点协同创新项目(22JY041) 

主　　题：煤自燃 卸压钻孔 形变破坏 裂隙发育 漏风供氧 

摘      要：采煤工作面卸压钻孔漏风诱发的煤自燃隐患威胁矿井安全生产，研究应力加载下采煤工作面或沿空预留煤柱卸压钻孔裂隙演化特征，对有效指导煤自燃预防具有重要意义。采用理论分析和实验测试相结合的研究方法，研究了3种含孔试件在单轴应力加载过程中的应力-应变曲线，分析和划分了试件破坏过程，确定了不同应力加载下，试件孔周围裂隙发育形态分布规律和孔周裂隙位移量。结果表明：相比完整煤试件，在各项应力加载下含孔煤试件的峰值应力强度平均降低55.49%，峰值应力超过6 MPa含孔煤试件孔周围出现T型裂隙。随着外加载应力增大，孔周裂隙扩展延伸至试件发生形变破坏，试件孔周边出现大量裂隙网络，外界应力加载过程试件沿孔周的径向位移和环向位移均大于0.5 mm。表明含孔试件在载荷应力作用下卸压钻孔发生形变破坏，产生大量毫米尺度的裂隙网络，在钻孔周围松动圈未及时采取裂隙封堵措施的状况下，容易长时间漏风供氧而发生煤自燃隐患。