煤岩纳微力学特性：原子力显微镜研究

"本文主要探讨了煤岩的纳微力学特性，特别是在Pocahontas煤岩案例中的应用。通过使用原子力显微镜的峰值力轻敲模式，研究人员能够详细分析煤岩在纳米尺度上的形貌、力学参数，如折减弹性模量(DMT)、黏附力、变形量和耗散能。研究发现，该煤岩的DMT模量范围在10~14 GPa，黏附力约为20 nN，最大变形量约为12 nm，耗散能约为3 keV。这些数据对于理解和模拟煤岩在纳微尺度的力学行为具有重要意义，也为研究煤岩破裂机理、瓦斯耦合效应以及冲击地压防治提供了新的研究工具和视角。" 本文详细阐述了煤岩在纳微尺度下的力学特性研究，这是煤炭开采领域的一个重要补充。通常，煤岩的力学性质研究主要集中在宏观层面，但随着科技的进步，纳米尺度的特性也开始受到关注。Pocahontas煤岩作为研究对象，利用原子力显微镜的峰值力轻敲模式，研究人员能够获取更为精细的数据，这包括煤岩表面的形貌信息以及力学参数。 原子力显微镜峰值力轻敲模式是一种非侵入性的纳米尺度测量技术，它可以定量测量煤岩的纳微尺度形貌，同时提供关于材料硬度、弹性模量等力学信息。在Pocahontas煤岩的实验中，这种模式揭示了煤岩的DMT模量在10至14 GigaPascals(GPa)之间，黏附力大约为20 nanonewtons(nN)，最大变形量达到12纳米(nm)，并且测得的耗散能约为3 kiloelectronvolts(keV)。这些数据揭示了煤岩在纳微尺度的复杂力学行为，对于理解煤岩在开采过程中的稳定性、瓦斯吸附和释放机制具有重要意义。 此外，这些研究结果对于预防和控制煤矿的灾害，如冲击地压，也具有实际应用价值。通过深入理解煤岩的纳微力学特性，可以更好地预测和管理开采过程中的潜在风险，提高煤炭开采的安全性和效率。同时，这种研究方法为未来探索煤岩力学特性提供了新的研究途径，有助于推动煤炭行业的科技进步。 值得注意的是，文章还提及了其他相关领域的研究，如我国煤矿冲击地压的理论与技术发展、大采高综采技术、保水采煤技术等，显示出纳微力学特性研究在煤炭开采领域的广泛影响和潜在应用。这些研究成果对于煤炭资源的可持续开发和环境保护具有积极的推动作用。