煤田地质与勘探

作者：李春元,

关键词：深部开采, 原生煤岩组合体, 三轴压缩破裂, 失稳模式, 煤岩分界面,

【目的】 深部含煤地层原生分界面及其层状组合结构发育，在开采扰动作用下，层状煤岩体的原生组合结构破裂失稳是诱发突水等灾害的主要原因之一。【方法】 为研究深部开采原生煤岩组合结构对层状岩体稳定性的影响，室内开展三轴压缩破裂试验及CT扫描重构，获得深部原生煤岩组合体与煤、岩单体破裂的差异，分析深部原生煤岩组合体分界面及其胶结区域的强度变化规律，划分其三轴压缩失稳的主导模式为低强度煤、原生胶结面及高强度岩石失稳3种，揭示各主导模式形成的力学机制，明确煤岩组合体失稳强度介于低强度煤与高强度岩石之间的力学机理。【结果和结论】 结果表明：深部原生煤−岩及煤−岩−煤组合体的失稳强度介于煤、岩单体之间，前两者大小与其岩石含量及界面结构相关；原生界面区域煤的抗压强度变化速率对泊松比、黏聚力与内摩擦角等参数变化敏感，并远高于岩石；低强度煤的主破裂可穿越原生分界面，促使硬岩产生类似于含单裂隙结构面岩石的破裂机制，并导致组合体的失稳强度低于岩石单体。研究成果提升了对深部开采层状岩体失稳致灾机理的认识。

来源：2024年第8期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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