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题名含卸压钻孔煤体损伤特性及储能演化规律
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作者
尹延春
赵同彬
王爱文
姚传儒
刘方锐
高学鹏
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机构
山东科技大学能源与矿业工程学院
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出处
《煤炭科学技术》
2025年第9期246-257,共12页
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基金
山东省泰山学者工程专项资助项目(tstp20221126)
山东省高等学校青创科技支持计划资助项目(2023KJ093)。
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文摘
在深部强采动应力环境下,煤层中大直径卸压钻孔易发生塌孔、闭合压实等现象,卸压效果表现出明显的时效特性。通过开展室内含钻孔煤体试件轴向压缩与循环加卸载试验,结合数值模拟方法,分析了煤体内部钻孔变形-闭合过程中的煤体损伤及弹性能演化特征,研究了钻孔孔径、加载速度等因素对含钻孔煤体储能特性的影响规律。研究表明:钻孔卸压后煤体钻孔会经历缩孔变形、孔周裂隙扩展、塌孔和钻孔闭合4个阶段;初始缩孔变形阶段钻孔闭合速率小,声发射b值逐渐增大,弹性能占比相对平稳;进入孔周裂隙扩展阶段后,钻孔闭合速率增大至缩孔变形阶段的4.3倍,声发射b值和弹性能占比逐渐降低,卸压效果逐渐增强;发生塌孔后,弹性能占比发生突降、总降幅是孔周裂隙扩展阶段的25.3倍,此阶段试件损伤达到峰值、钻孔卸压效果最佳;钻孔闭合后弹性能占比恢复回升,卸压效果逐渐降低;钻孔孔径和加载速度会对煤体钻孔变形闭合及能量演化产生明显的影响,钻孔孔径越大,煤体更易发生塌孔现象、弹性能占比降低速度更快、更容易达到最佳卸压状态,卸压起效快、持续时间长;而随着加载速度的增加,煤体弹性能占比降低速度减慢、最小值增大,卸压效果减弱、有效卸压时长缩短。根据钻孔卸压时效特性,对于深部强采动巷道,应合理确定超前预卸压距离及卸压参数、控制推进速度,并采用多轮卸压等方式保证钻孔卸压持续有效。
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关键词
冲击地压
钻孔卸压
钻孔变形
煤体损伤
能量演化
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Keywords
rock burst
borehole pressure relief
borehole deformation
coal damage
energy evolution
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分类号
TD324
[矿业工程]
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