摘要： 工作面采掘活动引起巷道顶板三向应力重分布，巷道顶板煤层和岩层由于力学性质差异发生不协调变形，进而引发顶板离层冒落，威胁工作面安全生产。为研究煤岩在不同中间主应力作用下的力学性质差异，对同矿井顶板煤、岩样开展真三轴压缩试验，分析其力学、声发射及能量演化特征。研究结果表明：煤、岩样峰值强度随σ₂增大呈先增后减趋势，煤样弹性模量随σ₂变化较小，岩样弹性模量随σ₂逐渐增加，峰值强度和弹性模量对σ₂敏感性大小为粉砂岩＞砂质泥岩＞煤，体积扩容敏感性大小为煤＞砂质泥岩＞粉砂岩；煤样伴生裂隙显著多于岩样，二者体积主要沿σ₃方向膨胀，剪切破坏面在σ₁-σ₃面内产生，煤样破坏模式随σ₂增大由拉伸主导逐步转为剪切主导，岩样破坏过程以张拉-剪切混合破坏为主，岩样整体表现出脆性破坏特征；声发射监测结果显示，煤样声发射计数约为岩样10倍，煤样声发射信号及能量释放主要集中在裂隙扩展阶段，岩样则主要集中在破坏阶段，煤样峰后整体破坏趋势从核心区向四周扩散，主裂隙带发育更集中，岩样则多呈条带状或分散分布，粉砂岩裂隙扩展方向性更强，泥质砂岩初始损伤响应更敏感；σ₂对岩样裂隙类型转换的影响较煤样弱，岩样在高σ₂下仍保留一定比例的张拉裂隙活动；随着σ₂增大，峰值点处的输入能和弹性能先增大后减小，岩样积聚弹性能的能力显著大于煤样，不同中间主应力下耗散能所占比例为煤＞泥质砂岩＞粉砂岩。研究结果可为巷道顶板煤岩离层失稳机理研究提供理论依据。

关键词: 真三轴, 中间主应力, 声发射, 煤岩力学性质, 能量演化

中图分类号: 

• TD 313