煤炭学报

作者：朱传奇, 谢广祥, 王磊,

关键词：松软煤体, 波速, 破坏程度量化指标, 介质状态,

为合理评价松软煤体破坏状态，以淮南矿区潘一煤矿 11518 回采工作面为背景，选用型煤 代替原煤，采用 MTS 岩石力学实验机及 PCI-II 声发射仪，开展单轴压缩状态下煤体多路径波速实 时监测室内试验，分析波速变化特征;基于声波传播规律定义破坏程度量化指标;探究不同破坏阶 段煤体介质状态，并开展指标工程应用。 研究结果表明:1 随煤体轴向应变的增加，波速呈现平 稳、缓慢降低、急剧降低再平稳的基本规律，受载初期，型煤波速平稳，这与岩石材料呈现出的声学 特性有所差异。 2 破坏程度量化指标 K 为煤体某一破坏阶段纵波经过裂纹时间与完全破坏后纵 波经过裂纹时间的比值。 3 随煤体轴向应变的增加，指标先后经历平稳在 0 附近、缓慢增大、急剧 增大再平稳在 1 左右 4 个变化阶段，指标演化与煤体表面形态变化具有高吻合性，且与传统损伤变 量相比，指标突出裂纹对波速的影响，对破坏的敏感性更强，更能准确反映煤体破坏状态。 4 依据 指标变化规律区划了工作面前方煤体介质状态，在距煤壁 26.5 m 以远的煤体处于连续介质区;在 距煤壁 13.5 ~ 26.5 m 的煤体处于似连续介质区;在距煤壁 5.75 ~ 13.50 m 的煤体处于非连续介质 区;在距煤壁距离小于 5.75 m 的煤体处于散体介质区。 研究结果可为量化松软煤体破坏程度，防 控围岩失稳灾害提供一种新途径。

来源：2022年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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