煤炭工程

作者：辛林,王欣,牛茂斐,等

单位：1. 山东科技大学 安全与环境工程学院，山东 青岛 2665902. 山东科技大学 矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地，山东 青岛　266590

关键词：煤炭地下气化 , 砂岩 , 单向加热 , 声发射 , 裂隙演化 , 分形维数,

煤炭地下气化过程中，随着气化工作面的扩展，燃空区产生的高温会对顶板岩石造成不同程度的结构损伤。为了研究不同温度（100、200、300、400、500、600℃）造成的热损伤对砂岩声发射特征及破裂机制的影响，利用自主研发的单向加热实验设备，对试验过程中声发射信号进行采集分析，研究表明：累计声发射事件数与内部裂纹数的正相关性能够较好地反映砂岩宏观破坏规模，400~500℃砂岩破裂最为明显。微观上，试样各个温度快速升温阶段裂纹发展速度快，随温度升高，低频占比减少56.02%，高频占比增加57.1%，主频由低频为主转为高频为主，即砂岩破坏由晶间滑移主导转变为裂隙扩展主导。砂岩热破裂是膨胀变形、裂纹的萌生、快速发展以及裂纹持续贯通到破坏的过程。砂岩裂纹萌生，裂纹发育及裂纹非稳定发育分别对应分形维数数值变化≥0.35、-0.15~0.35、≤-0.15，分形维数曲线不规则波动阶段和突降阶段之间的突变点，可作为预测岩石热破裂时内部宏观裂隙形成的信号，为煤炭地下气化设计合理的采宽提供理论支持。

来源：2025年第2期

《煤炭工程》期刊编辑部

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