深部开采下煤系岩石力学性质的侧压影响研究

在当前深部开采成为常态的背景下，本文探讨了深部地应力场对煤系岩石力学性质的重要影响。通过对淮南潘集深部勘查区的实地测量，利用地面千米钻孔水压致裂法、井下应力解除和AE法，研究人员收集了大量的数据，以MTS-816和RMT-150B岩石三轴压缩系统进行了一系列实验，针对6种不同岩性的煤系岩石进行了共330件样品的测试。 研究发现，深部地应力场中的高侧压力对煤系岩石的力学性质产生了决定性影响。随着侧压力的增加，无论是哪种类型的煤系岩石，其强度都呈现出非线性的增长趋势，表明侧压力对岩石强度有显著的增强作用。同时，峰值应变与侧压力之间的关系表现为线性增加，这揭示了在高压环境下，煤系岩石的变形行为也随之变化。 对于具体的岩性，细砂岩、粉砂岩和灰岩的弹性模量表现出随侧压力增大的线性增长，这意味着这些岩石在承受更大的压力时，其抵抗形变的能力会相应提高。然而，粗砂岩、中砂岩和泥岩的弹性模量则不受侧压力影响，这表明它们的力学特性在一定程度上独立于深部地应力条件。 研究人员进一步建立了不同岩性煤系岩石三轴抗压强度和峰值应变与侧压力之间的预测方程，并给出了各岩性的影响系数。这些成果对于评估深部开采中围岩的稳定性以及进行工程设计具有重要的科学价值，能够为相关领域的实践提供精确的数据支持和理论依据。 本文的研究深入剖析了深部地应力场如何影响煤系岩石的力学性质，这对于理解深部开采过程中可能遇到的地质挑战，优化开采策略，保障矿产资源安全开采具有关键意义。