鲍店煤矿三轴压缩试验揭示煤岩强度与变形规律

本研究论文主要探讨了在MTS815岩石伺服试验机上对鲍店煤矿3煤进行的常规三轴压缩试验及其结果分析。试验结果显示，煤岩结构中含有大量微孔隙裂隙，这些裂隙在围压作用下会逐渐被压缩封闭，导致其弹性模量随围压增大而增加，然而这一过程并不呈现线性关系。在常规三轴压缩条件下，煤样的三轴压缩强度与围压之间存在线性关系，但这排除了单轴压缩的情况。煤岩的破坏行为遵循Coulomb强度准则，即当煤样在特定围压范围内受到压缩时，其破裂遵循该力学模型。 然而，值得注意的是，煤样具有显著的非均匀特性，内部存在着大量的随机裂隙和其他缺陷，这可能导致其力学性能的不一致。同时，煤样的黏聚力相对较低，这意味着它更容易沿着这些随机裂隙发生破裂，其破裂方向往往偏离理想状况下的45度角加上一个随机角度的一半。这种特性对于理解和预测煤层在地下开采过程中的稳定性至关重要，对于煤炭采掘工程的安全设计以及灾害预防有着实际应用价值。 因此，这项研究不仅提供了关于煤岩在三轴压缩条件下的强度和变形特征的重要数据，还揭示了煤样内部结构对其力学性能的影响，为煤层控制、矿山工程设计和灾害防治提供了科学依据。这项工作是煤炭工程领域内的基础研究，对于提升我国煤炭资源的高效安全开发具有重要意义。