冲击载荷作用下煤岩孔隙演化特征试验研究

来源：中国安全科学学报杂志2019年第10期北京时间：

作者：李胜, 王箫鹤, 范超军, 张浩浩, 刘铮, 殷坤

单位：1 辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000;；2 煤炭资源与安全开采国家重点实验室,江苏 徐州 221116

摘要：为研究冲击载荷作用下煤岩的孔隙与裂隙演化特征,以贵州马场矿的突出煤岩为研究对象,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统、核磁共振(NMR)试验系统和扫描电镜(SEM)试验系统对不同冲击载荷作用下的煤岩孔隙与裂隙的演化特征进行试验研究,分析煤岩在冲击载荷的作用下的孔隙、裂隙的演化规律与煤岩冲击对煤与瓦斯突出的影响。研究表明:随着冲击气压的增加,煤岩的微小孔峰值信号量与孔径占比先增大后减小,孔隙与裂隙的连通性增强,中大孔峰值孔径占比先减小后增大;马场矿煤样微小孔的孔喉分布占总孔喉的38.85% ～56.14%,中大孔的孔喉分布占总孔喉的43.86%～61.15%;在冲击载荷作用下,煤体中孔隙与裂隙演化是以孔隙扩展、裂隙扩张与延伸和次生裂隙的产生等形式进行的,冲击载荷增强了孔隙与裂隙的连通性,瓦斯的吸附/解吸平衡被打破,瓦斯压力升高,煤体中产生了应力集中和能量积聚,使得煤与瓦斯突出发生的可能大大增加。

关键词：冲击载荷,孔隙结构,突出煤岩,核磁共振(NMR),孔喉分布

基金资助：国家自然科学基金资助(51674132);国家重点研发计划项目(2016YFC0801407-2);辽宁省教育厅城市研究院项目(LJCl002)。