采矿与安全工程学报 ›› 2020, Vol. 37 ›› Issue (4): 804-811.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.19

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液氮冷加载对围压煤体结构损伤的影响规律研究

李和万,左建平,王来贵,苏荣华,周浩   

  1. 1.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083;2. 辽宁工程技术大学力学与工程学院,辽宁 阜新 123000
  • 出版日期:2020-07-15 发布日期:2020-08-11
  • 作者简介:李和万(1983— ),男,辽宁省大连市人,讲师,硕士生导师,主要从事地下煤岩结构安全和煤层气开采方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年基金项目(51704142);国家自然科学基金面上项目(51474121,51474120);辽宁省博士科研启动基金计划项目(2019-BS-115)

Effect of cold loading by liquid nitrogen on structural damage of coal

  • Online:2020-07-15 Published:2020-08-11

摘要: 采用损伤孔隙裂隙结构的方法可以提高煤体的渗透性。利用液氮冷加载实验,研究煤样孔隙裂隙结构损伤后的物理力学性质变化规律。通过卸载后煤样表面裂隙宽度、整体孔隙量的变化值,研究煤样结构损伤的物理性质,运用单轴抗压强度研究煤样结构损伤的力学性质,进而揭示液氮冷加载对煤样结构损伤的作用机理。结果表明:1) 随着煤样围压的增加,煤样结构损伤程度逐渐加剧,12~13 MPa围压使煤样发生破碎;2) 在注液氮条件下,冷加载加速了围压煤样结构的损伤,10~11 MPa围压下煤样发生破碎;3) 煤样裂隙结构开裂方向与层理方向垂直,随着围压的增加,煤样单轴抗压强度逐渐降低,力学性能劣化。注液氮引起的温度应力可以加速煤体结构损伤,对煤体改性增透和预防冲击地压灾害提供了新的方法。

关键词: 冷加载, 煤体结构, 损伤, 液氮

中图分类号: