中国安全科学学报

作者：张纪辉, 马衍坤, 谭辉, 赵敖寒

单位：1 安徽理工大学 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽 淮南 232001；2 河南理工大学 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南 焦作 454000；3 四川职业技术学院 学生工作部,四川 遂宁 629099

关键词：高压气体,致裂岩石,冲击方向,声发射,裂缝扩展

基金：国家自然科学基金资助(52174161); 国家自然科学基金资助(52227901); 国家自然科学基金资助(U21A20110); 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室开放基金资助(SJF2203)

为探索含瓦斯煤层增透性,提高抽采率,利用自主研制的真三轴高压气体冲击致裂岩石试验系统,开展不同冲击方向下高压气体致裂试验,试验变量为气体冲击方向与最大水平主应力的夹角,在三向应力的作用下开展高压气体冲击试验,得到冲击方向与最大水平主应力呈现0、30、45、60和90°夹角时岩石破裂形态及声发射响应。结果表明:高压气体冲击致裂岩石过程呈现5个显著阶段,即冲击起裂阶段、气压上升阶段、裂缝扩展阶段、气压稳定阶段和压力衰减阶段;高压气体冲击产生垂直裂缝和水平裂缝,射流角度增加后,垂直裂缝出现偏转,且偏转角度逐渐变大,裂缝偏转点也逐渐远离钻孔,水平断裂面呈现中间低四周高的形态;气体峰值压力随着射流方向与最大主应力的角度增加而增加,从0~90°峰值压力呈线性增长;分析声发射信号发现,岩石冲击破坏以张拉破坏为主、剪切破坏为辅,但随着射流角度增加,逐渐转变为剪切破坏为主的拉-剪复合破坏。

来源：2024年第2期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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