采矿与安全工程学报 ›› 2025, Vol. 42 ›› Issue (1): 126-136.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2024.0306

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基于NMR震动载荷作用下含层理煤样损伤演化特征

马衍坤1,2,黄勤豪1,2,刘泽伟3,柴虎峰3,殷志强1,2,王超1,2,吴昌3,潘科举3   

  1. 1. 安徽理工大学深部煤炭安全开采与环境保护全国重点实验室,安徽淮南232001;
    2. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽淮南232001;
    3. 山东能源集团西北矿业有限公司,陕西西安710018
  • 出版日期:2025-01-15 发布日期:2025-01-18
  • 通讯作者: 马衍坤,E-mail:mykunbest@126.com, Tel:13966474632
  • 作者简介:马衍坤(1985— ),男,山东省肥城市人,博士,教授,主要从事煤岩动力灾害防控理论与技术方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52227901);国家重点研发计划项目(2022YFC3004603);山东能源科技计划重大项目(SNKJ2022A15);安徽省高校杰出青年科研项目(2024AH020001)

Damage evolution characteristics of bedding coal under vibration load based on NMR

  • Online:2025-01-15 Published:2025-01-18

摘要: 利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,开展了含层理烟煤煤样震动载荷多次冲击试验,借助低场核磁共振分析仪测试每次冲击后煤样的T2谱,并进行核磁共振成像(MRI),研究层理对煤样损伤演化的影响规律。结果表明:层理的存在会劣化煤样承载能力,60°层理煤样能量透射效应最差,吸收的能量主要用于煤样的损伤破坏,此时劣化作用最强;震动载荷多次冲击作用下,煤样微观结构损伤整体呈现出“初始跃进—低速增长—加速上升”3个演化阶段;随着层理角度增大,层理对煤样损伤过程的影响愈发明显,对于0°层理煤样,损伤破坏区沿层理面呈弧形贯通发展趋势,对于30°和60°层理煤样,损伤破坏区沿层理面向煤样两端扩展,对于90°层理煤样,在沿层理面发育的孔裂隙作用下,最终出现复杂交织的损伤破坏区,4种含层理煤样呈现拉伸破坏(0°)—剪切破坏(30°、60°)—混合破坏(90°)的演化趋势。研究成果为揭示震动载荷作用下煤岩动力灾害机制提供了参考。

关键词: 层理煤样, 震动载荷, 核磁共振(NMR), 损伤演化

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