高温后无烟煤静动态压缩力学特性研究

摘要

为探究温度对煤岩静、动态力学特性的影响规律,首先采用箱式氛围炉在准真空环境下对直径50 mm,高度分别为100和50 mm的2组无烟煤试样进行8种温度水平的热处理(20℃~500℃),然后分别利用液压伺服试验机和分离式Hopkinson压杆对2组试样进行静态单轴压缩和动态冲击试验。此外,还通过扫描电镜和压汞试验获得各种温度后煤样的SEM图像、孔隙率及孔径分布。结果表明,煤样热损伤以300℃为界分为2个阶段,分别以解吸、热破裂等物理反应和热解化学反应为主,孔隙率逐步变大且中大孔占比逐渐增加;煤岩承载和抗变形能力都随温度升高而逐步劣化,第二阶段衰减趋势较第一阶段急剧,500℃后的静、动态抗压强度分别降至常温时的8.41%和16.94%。静载条件下煤样宏观力学性能的温度敏感性比动态冲击时显著,抗压强度和弹性模量的动态增强因子随温度的变化规律不一致。