摘要： 人工坝构建对利用关闭／废弃矿井地下空间储水至关重要,保证煤柱-人工坝黏结体结构稳定性是保障关闭／废弃矿井地下空间储水安全有效的基础。基于煤柱-人工坝黏结体受力状态分析,考虑三因素三梯度的黏结变量,制备29组不同黏结结构煤柱-人工坝类煤岩试件,开展无侧压单轴压缩试验;并基于煤柱-人工坝黏结体强度、应变变化、能量演化规律与宏观破坏特征,分析煤柱-人工坝黏结体角度、宽度、深度参数对试件性能与失稳模式的影响。研究结果表明:煤柱-人工坝黏结体受力状态根据黏结紧密性可分为分体承载、分担承载和协同承载,且分别对应3种本构模型;煤柱-人工坝黏结体各组试件单轴压缩破坏过程中存在典型全应力-应变曲线各阶段特征,以角度参数划分的3条强度曲线均呈现出“VvV”型结构;将轴向应变以角度参数绘制曲线时,曲线趋势复杂,在30 mm宽度时呈现为先减小后增加的趋势,35 mm宽度时则表现为持续减小,而40 mm宽度时表现出持续上升的趋势;试件能量变化与应力应变曲线各阶段相对应,同时敏感性分析表明深度参数是试件强度的主控因素,而角度的改变引起的轴向应变变化最为明显,最优参数组合为70-30-7.5;根据黏结体试件破坏形态分析结果,煤柱-人工坝黏结体试件可分为分散双劈裂失稳、联合单劈裂失稳和承载双柱状失稳3种模式。

关键词: 关闭／ 废弃矿井, 煤柱?人工坝, 地下水库, 黏结组合体, 失稳模式

中图分类号: 

• TU 452