煤炭学报

作者：李春元, 崔春阳, 雷国荣, 左建平, 于祥, 何团, 李向上, 杜伟升,

关键词：拉破裂, 卸荷-渗流, 围压, 岩体裂隙, 深部开采,

受开采卸荷扰动影响，深部岩体裂隙内的高压力承压水极易渗透进入采场或采空区而诱发 突水灾害。 为研究深部开采高应力岩体围压的卸荷-渗流致裂力学机制，基于岩体裂隙的应力集 中演化方程及有效应力原理，计算并获得了围压卸荷-渗流过程中裂隙岩体内拉应力的演化规律， 确立了岩体裂隙产生卸荷-渗流致拉破裂的条件及力学机制;结合应力卸荷量定义及 Bandis 双曲 线裂隙变形公式，计算获得了不同采深岩体围压卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值变化规律，发 现了裂隙岩体的渗透率突变点即为其卸荷-渗流致拉破裂的卸荷量临界值，对比分析了岩体围压 卸荷-渗流过程中拉破裂与剪切破裂的关系，并进行了试验验证。 结果表明:受围压卸荷及承压水 渗流影响，深部裂隙岩体内部产生了与卸荷方向平行的附加拉应力 ΔσT ;且岩体内裂隙尺寸越大， ΔσT峰值越高;ΔσT随采深及承压水压力增加而增大。 当ΔσT大于等于岩体围压及裂隙结构抗拉强 度之和时，岩体内产生拉破裂，并将导致岩体渗透率非线性突增，突变点恰为岩体拉破裂的卸荷量 临界值;且采深及承压水压力越大，岩体渗透率突变点的围压卸荷量越小。 而受裂隙岩体结构及属 性参数影响，岩体拉破裂的卸荷量临界值可高于或低于剪切破裂;随采深增加，岩体可由剪切破裂 向拉破裂转变。

来源：2022年第8期

《煤炭学报》期刊编辑部

查看煤炭学报杂志2022年第8期