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低煤阶煤岩力学特性测试分析——以东北地区为例

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基于取自东北地区八连城、二道沟子等低煤阶煤矿的原煤样品,考虑层理方向效应,测试分析了不同方向上低煤阶煤岩抗拉强度、断裂韧性、单轴(三轴)抗压强度、泊松比、弹性模量等力学参数,研究了质量含水率、围压等对低煤阶煤岩力学性质的影响关系.研究结果表明:(1)低煤阶煤岩抗拉强度主要集中在0.3～3MPa,煤岩断裂韧性KIC范围在0.02～0.03MPa·m0.5,煤岩单轴抗压强度10.1～41.12MPa,弹性模量1.43～4.99GPa,泊松比0.12～0.30,三轴压缩抗压强度集中在20～40MPa;弹性模量集中在2～4GPa,泊松比集中在0.2～0.4;(2)低煤阶煤岩各向异性特征明显,不同层理方向上的抗拉强度均具有一定的离散性,垂直层理方向上抗压强度、弹性模量等力学参数普遍大于平行层理方向上;(3)低煤阶煤岩抗压强度、弹性模量随质量含水率增加均呈下降趋势,煤岩抗压强度下降幅度达44％～47％,弹性模量下降幅度为26％～28％,煤岩泊松比受质量含水率增加的影响不明显;(4)低煤阶煤岩抗压强度、弹性模量、泊松比与围压均存在良好的正相关性.

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