【34】白皎煤矿玄武岩岩爆破坏微观裂纹特征分析_李德建.pdf

第39卷第2期煤炭学报Vol．39No．2
2014年2月JOUＲNALOFCHINACOALSOCIETYFeb．2014

李德建，关磊，韩立强，等．白皎煤矿玄武岩岩爆破坏微观裂纹特征分析［J］．煤炭学报，2014，39(2):307－314．doi:10．13225/j．
cnki．jccs．2013．2013
LiDejian，GuanLei，HanLiqianG，etal．Analysisofmicro-crackcharacteristicsfromrockburstfailureofbasaltinBaijiaoCoalMinecontent
［J］．JournalofChinaCoalSociety，2014，39(2):307－314．doi:10．13225/j．cnki．jccs．2013．2013

白皎煤矿玄武岩岩爆破坏微观裂纹特征分析

李德建1，2，关磊1，2，韩立强2，3，缪澄宇2

(1．中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，北京100083;2．中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京
100083;3．山东省地震局，山东济南250014)

摘要:为研究煤矿中发生岩爆灾害机理和破坏特征，从岩爆破坏产生的岩石碎屑中微观裂纹结构
特征入手，分析在岩爆实验过程中岩石样品的极限应力状态与所产生的裂纹分形维数之间的关系。
选取四川白皎煤矿岩爆高发区4个地点的8件玄武岩样品，进行两种加卸载方式的岩爆实验，得到
不同加卸载条件下产生的玄武岩岩爆碎屑，利用电子扫描显微镜观察岩爆碎屑表面裂纹微观结构
特征，拍摄适当比例的岩爆裂纹电镜扫描(SEM)图片。通过图片处理，提取岩爆碎屑SEM图片微
观裂纹信息，计算岩爆微观裂纹分形维数，结果表明两种加卸载方式产生的岩爆碎屑微观裂纹分形
维数值明显不同。分析岩爆破坏极限状态下最大主应力和第2主应力比值与岩爆裂纹分形维数之
间的关系，得出相应的线性表达式，表明岩爆裂纹的分形维数与岩爆发生过程的应力转化过程关系
密切。
关键词:玄武岩;岩爆;碎屑;裂纹;分形
中图分类号:TD315文献标志码:A文章编号:0253－9993(2014)02－0307－08

Analysisofmicro-crackcharacteristicsfromrockburstfailureof
basaltinBaijiaoCoalMinecontent

LIDe-jian1，2，GUANLei1，2，HANLi-qianG2，3，MIAOChenG-yu2

(1．StateKeyLaboratoryforGeoMechanicsandDeepUndergroundEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，Chi-
na;2．SchoolofMechanicsandCivilEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China;3．SeismologicalBureauof
ShandongProvince，Jinan250014，China)

Abstract:Thisstudyintendstolearnmoreaboutthemechanismandfeatureofrockburstdisasterincoalminesfrom
theperspectiveofmicro-cracksobservedinthefraGmentsfromthelaboratoryrockbursttests，i．e．，therelationshipbe-
tweenthefractaldimensionsofthemicro-cracksandthecorrespondinGfailurestressstatefromeachofthetests．Two
typesofloadinG-unloadinGmethodswereappliedinthelaboratoryrockbursttestson8basaltspecimensfrom4loca-
tionsofBaijiaoCoalMine，whererockbursthappenedfrequently．ScanninGElectronMicroscope(SEM)techniquewas
usedtocapturetheimaGesofmicro-crackswithproperscales，andthefractaldimensionsofthemicro-crackswerecal-
culatedbasedo