采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (2): 415-429.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0396
杨胜利1,2,3,魏炜杰1,2,3,程博源1,2,3,宋宇航1,2,3,陈勇升1,2,3
摘要： 急倾斜厚煤层水平分段综放开采顶煤因厚度大、破碎困难导致采出率低,通常需弱化处理。为研究注水弱化后顶煤动态力学特性及爆破损伤规律,利用分离式霍普金森压杆对不同含水率煤体开展动态压缩试验。结果表明:含水煤体动态应力-应变曲线主要包括弹性、塑性、塑性耗能及破坏阶段,高冲击速度下无塑性耗能阶段;随着含水率升高,动态抗压强度线性下降,弱化系数增大,峰值应变呈先降后升的U形趋势;随着冲击速度增加,动态抗压强度上升但增速减缓,弱化系数先增后减,峰值应变上升但增速减缓;煤体破碎呈应变率与含水率协同效应,水分促使破碎模式由“少裂纹-大块体”向“多裂纹-粉末化”转变;含水率升高使反射能先增后降、反射率持续上升,而透射能、耗散能及其比率均下降;冲击速度提高使反射能显著增加,反射率先降后升,透射能与耗散能增加,但其比率先增后降,说明高冲击下能量更多向反射分配。数值模拟进一步证实,含水煤体爆破损伤范围显著扩大,裂隙区增长优于粉碎区。研究结果为注水联合爆破进行顶煤弱化提供了理论依据。
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