煤炭工程

作者：顾士坦,逯英棋,李文帅,等

单位：1. 山东科技大学能源与矿业工程学院；2. 山东科技大学土木工程与建筑学院；3. 山东科技大学；4. 天地（常州）自动化股份有限公司；

关键词：煤系泥岩,纳米压痕,弹性模量,能量法,断裂韧度,

以口孜东煤矿煤系泥岩为对象，开展了纳米压痕试验，基于弹性接触理论以及能量原理，研究了泥岩岩样的细观力学性质及断裂力学特征，探讨了泥岩内部不同矿物成分之间的细观力学行为差异。研究结果表明：相同的最大压痕载荷条件下，泥岩表面压痕点深度变化不一，压痕点弹性模量约在2～114GPa范围内，而硬度在0～16GPa范围内变化，体现了泥岩的不均质性|基于弹性模量概率分布曲线，近似获得了泥岩三种主要的矿物成分，包括黏土类矿物(～ 7.83GPa)、绿泥石类矿物(～ 41.67GPa)以及石英矿物(～ 97.29GPa)|黏土类矿物、绿泥石类矿物及石英矿物的断裂韧度分别约为0.09、0.91和1.95MPa·m1/2，而黏土类矿物断裂韧度所占比例较高(～70.0%)，该矿物对泥岩宏观断裂力学性质起决定性作用。

来源：2023年第2期

《煤炭工程》期刊编辑部

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