預(yù)制裂紋煤體靜載黏滑亞失穩(wěn)及聲電信號響應(yīng)特征

馮小軍 ，丁 增 ，王恩元 ，李德行 ，張奇明

（1.中國礦業(yè)大學 安全工程學院, 江蘇 徐州 221116；2.河南神火集團有限公司, 河南 永城 476600）

0 引 言

沖擊地壓是煤礦井工開采中巖體彈性能劇烈釋放，并伴隨煤巖體突然、猛烈破壞的現(xiàn)象。其本質(zhì)是地質(zhì)構(gòu)造和地層結(jié)構(gòu)在采掘動態(tài)平衡過程中能量穩(wěn)態(tài)積聚及非穩(wěn)態(tài)釋放的結(jié)果[1-3]。隨著煤礦逐步進入深部開采階段，地應(yīng)力增大，采場結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，沖擊地壓危險性不斷升高。斷層型沖擊地壓受構(gòu)造應(yīng)力、斷層產(chǎn)狀、圍巖力學性質(zhì)及開采擾動等因素綜合影響，具有發(fā)生頻次高、破壞強度大、機理復(fù)雜且防治難度大等特點，危險性最高，影響最大。如南非Witwatersrand 金礦，受礦區(qū)內(nèi)斷層影響，多次發(fā)生沖擊地壓，最大震級達到5 級。我國河南、遼寧、山東、黑龍江等礦區(qū)都發(fā)生過斷層沖擊地壓，如義馬千秋煤礦(2011-11-03)、山東龍鄆煤業(yè)(2018-10-20)、山東新巨龍能源龍固煤礦(2020-02-22)等大型沖擊地壓事故均受礦區(qū)內(nèi)大斷層活化影響。學者們研究發(fā)現(xiàn)，斷層黏滑亞失穩(wěn)階段是應(yīng)力聚集過渡為能量釋放的關(guān)鍵階段，標志著斷層進入不可逆變形過程，斷層失穩(wěn)已不可避免[4]，同時該階段也是斷層臨失穩(wěn)前兆信息最豐富、變化最激烈的階段。根據(jù)應(yīng)力時間曲線的趨勢變化情況，斷層黏滑失穩(wěn)可劃分為線性、強偏離線性、亞失穩(wěn)及失穩(wěn)4 個階段[5-6]。

國內(nèi)外學者對預(yù)制裂紋巖體破壞失穩(wěn)開展了廣泛研究，巖體受壓載時原生裂隙壓實后發(fā)生摩擦，尖端處根據(jù)受力情況形成張拉型或壓剪型裂紋。巖體受到?jīng)_擊時，會出現(xiàn)裂紋分叉，導(dǎo)致更為豐富多變的裂紋連接分布[7-8]。王亞飛等[9]采用含有不同偏置長度的預(yù)制裂紋花崗巖試件開展3 點彎曲試驗，隨著預(yù)制裂紋偏置長度增大，巖石峰值荷載增加。馬鵬飛[10]等引入反映巖石類材料破壞特性的應(yīng)變能密度準則，彌補了近場動力學方法在模擬巖石類材料裂紋擴展時無法反應(yīng)巖石應(yīng)變軟化特性及異質(zhì)性的不足。黃旭超等[11]采用真三軸水力壓裂試驗系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)裂紋優(yōu)先在強度軟煤層中擴展，厚度較薄煤層在裂紋競爭擴展中占據(jù)優(yōu)勢。李清等[12]發(fā)現(xiàn)在加載速率和試件缺陷特征的共同作用，預(yù)制孔洞尺寸存在最優(yōu)值，該值對裂紋再起裂的抑制作用和鈍化作用最為明顯。LIU 等[13]研究水力壓裂發(fā)現(xiàn)隨著預(yù)制裂紋傾角的增大，破裂所需壓力逐漸增大，裂縫拓展長度先增后減。CHEN 等[14]利用尖點突變理論建立了具有一般走滑斷層軟化形式的尖點突變模型。KONSTANTINOVSKAYA 等[15]應(yīng)用TOUGH-FLAC耦合模型評價了高傾角正斷層的剪切破壞潛力，以及蓋層單元的拉伸破壞風險。

在煤巖破裂地球物理響應(yīng)方面，WANG 等[16]采用定量聲發(fā)射技術(shù)對硬煤梁可控斷裂試驗中微裂紋的三維定位與表征進行了試驗研究。HE 等[17]研究揭示了巖石異質(zhì)性和巖石強度對水力壓裂重定向的影響。TRIPATHI 等[18]認為礦井火災(zāi)熱應(yīng)力會導(dǎo)致微裂紋的發(fā)展、有機物質(zhì)的蒸發(fā)以及礦物的脫水和熱分解，并全面闡述了在特定溫度范圍內(nèi)砂巖的熱效應(yīng)。LOTIDIS 等[19]研究了鈣質(zhì)大理巖單軸壓縮下聲發(fā)射效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)拉伸聲發(fā)射信號的來源在所研究的物理模型的壓裂過程中占據(jù)主導(dǎo)地位。YU 等[20]常規(guī)圍壓下煤樣內(nèi)部裂紋演化和聲發(fā)射特性進行了模擬研究，發(fā)現(xiàn)隨著圍壓的增加，煤樣破壞時的總裂紋增加速率逐漸減小，煤樣呈現(xiàn)出由拉伸破壞向剪切破壞的過渡趨勢，聲發(fā)射沖擊計數(shù)最大值略滯后于峰值強度對應(yīng)的時間點。艾迪昊等[21]提出了一種煤體裂紋快速提取方法并計算了型煤裂紋面積的變化規(guī)律，型煤在單軸壓縮過程中產(chǎn)生的微震、電磁輻射信號及裂紋面積在時域上具有良好同步性。

大型構(gòu)造區(qū)沖擊地壓災(zāi)害，具有破壞范圍大、影響因素復(fù)雜、前兆不明顯等特點，其災(zāi)害演化及致災(zāi)機理尚未完全揭示，斷層黏滑亞失穩(wěn)模型的提出深入推進了對斷層失穩(wěn)前兆信息研究。BRACE 等[22]在1966 年巖石破裂實驗中發(fā)現(xiàn)了摩擦滑動黏滑現(xiàn)象，并把摩擦效應(yīng)引入斷層黏滑失穩(wěn)問題研究。馬瑾等[23]在1995 年發(fā)現(xiàn)斷層前期主要為應(yīng)變積累階段(線性和強偏離線性)，當八瓣式和四象限式分布的應(yīng)力增量場出現(xiàn)時，斷層將進入不可逆轉(zhuǎn)的孕震階段，亞失穩(wěn)概念初具雛形。馬瑾團隊在2000 年震例分析中觀測到川渝地區(qū)大地震前后板塊邊界斷層呈現(xiàn)顯著的變形協(xié)同化過程，該發(fā)現(xiàn)提供了亞失穩(wěn)理論的現(xiàn)場依據(jù)。隨后，該團隊在2012 年得到了斷層變形協(xié)同化的溫度場響應(yīng)特征，發(fā)現(xiàn)亞失穩(wěn)階段應(yīng)力釋放已占據(jù)優(yōu)勢，協(xié)同作用趨于完成，提出用整體應(yīng)力應(yīng)變場演化來評估亞失穩(wěn)斷層的地震危險性，意味著只要能探測識別出斷層亞失穩(wěn)階段，就能顯著提高地震預(yù)報準確率[24]，以此為基礎(chǔ)形成了斷層亞失穩(wěn)力學模型[25-27]。張淑亮等[28]研究發(fā)現(xiàn)斷層亞失穩(wěn)階段多點多物理場共性特征，地震震前多種地球物理場異常隨時間推移顯示出協(xié)同化的特點。張希等[29]觀測到震區(qū)附近斷層反向異常增多增強，灰色關(guān)聯(lián)度張壓分量時序變化與亞失穩(wěn)實驗所得應(yīng)力-時間過程相似，斷層反向變化區(qū)域明顯增多。李世念等[30]發(fā)現(xiàn)伴隨斷層局部卸載而出現(xiàn)的應(yīng)變局部化加速是進入亞失穩(wěn)準靜態(tài)階段的近場判據(jù)，每個子階段都存在短暫的準備期，有助于地震臨震預(yù)測。

但是目前對斷層亞失穩(wěn)階段顯現(xiàn)特征及機理研究主要集中在花崗巖等堅硬巖石。由于煤系地層相對軟弱，其斷層黏滑亞失穩(wěn)階段的顯現(xiàn)特征與堅硬巖石大有不同，因此，筆者基于靜載作用下預(yù)制裂紋煤樣破壞失穩(wěn)實驗，擬對不同預(yù)制裂紋傾角煤樣黏滑亞失穩(wěn)階段顯現(xiàn)特征及聲電信號響應(yīng)規(guī)律展開研究。研究成果可為斷層亞失穩(wěn)狀態(tài)監(jiān)測方案制定，及斷層構(gòu)造區(qū)大型沖擊地壓演化及致災(zāi)機理研究提供理論支撐。

1 試樣制備及試驗系統(tǒng)

1.1 試樣制備

煤樣取自陜西省榆林市張明溝礦，通過鉆取、切割和打磨加工制作成尺寸為50 mm×50 mm×100 mm的標準長方體試樣，表面光滑，不平整度小于0.02 mm，端面相互平行且垂直試樣的中軸線，允許偏差角小于0.25°，試樣加工完用保鮮膜封裝防止風化。進行單一變量試驗，預(yù)制裂紋為單裂紋，長度均為20 mm，寬度均為1.5 mm，深度均為50 mm(貫穿試樣)。其中，預(yù)制裂紋傾角α定義為以試樣中心為旋轉(zhuǎn)中心，水平面繞試樣中心逆時針方向旋轉(zhuǎn)到達預(yù)制裂紋所需經(jīng)過的旋轉(zhuǎn)角度，見表1，從小到大依次為0°、30°、45°、60°、90°。如圖1 所示，在煤樣表面噴涂白漆打底，再噴射隨機黑色散斑，以便DIC 觀測。

圖1 預(yù)制裂紋煤樣幾何參數(shù)示意及散斑煤樣Fig.1 Schematic of geometric parameters of cracked specimens and static load test cracked specimens

表1 煤樣裂紋試樣傾角參數(shù)Table 1 Crack angle parameters of coal samples

1.2 試驗系統(tǒng)及方案

如圖2 所示，試驗系統(tǒng)主要包括加載控制系統(tǒng)(位移控分級加載模塊)、聲電監(jiān)測系統(tǒng)和變形監(jiān)測系統(tǒng)。加載系統(tǒng)為伺服壓力機及其配套的加載控制臺，支持力控、位移控、應(yīng)變控等，支撐底座可作輕微調(diào)整，在試樣與上壓頭做到充分接觸后保持固定，降低試樣表面不平整導(dǎo)致端部翹曲產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中效應(yīng)。為了模擬工作面生產(chǎn)過程中礦壓逐漸增加的場景，采用位移控制分級加載方式：加載速率恒定0.2 mm/min，加載階段持續(xù)1.5 min，位移保持階段持續(xù)1 min。壓頭接觸試樣后，開啟加載并啟動各數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；通過伺服液壓機對煤樣進行分級加載實驗，通過監(jiān)測受載損傷直至失穩(wěn)過程中的表面應(yīng)變、聲發(fā)射和電磁輻射信息。

圖2 靜載試驗加載系統(tǒng)Fig.2 Static load experiment system

聲電監(jiān)測系統(tǒng)記錄預(yù)制裂紋煤樣加載過程中的破裂源定位信息及聲電參數(shù)，設(shè)置6 個聲發(fā)射探頭，2 個電磁輻射探棒，如圖3 所示。由于破壞所致電磁輻射信號相對容易受到環(huán)境電磁噪聲的干擾，試驗在電磁屏蔽室中進行，以降低了外界較強的環(huán)境電磁干擾。屏蔽室整體接地，加載系統(tǒng)、聲電采集系統(tǒng)和變形演化監(jiān)測系統(tǒng)均置于其中。

圖3 聲發(fā)射電磁輻射采集系統(tǒng)Fig.3 Acoustic emission electromagnetic radiation collection system

變形演化監(jiān)測系統(tǒng)采用工業(yè)相機和數(shù)字圖像相關(guān)方法(DIC)對試樣表面進行錄像，該系統(tǒng)可對裂隙煤樣試驗破壞過程進行位移場和裂隙場的實時動態(tài)觀測。工業(yè)相機正對著試樣，調(diào)整焦距和光圈，調(diào)節(jié)外接光源位置朝向，確保試樣上的散斑清晰可見。

2 結(jié)果分析

2.1 煤體破裂聲發(fā)射特征及表面位移

試驗中的聲發(fā)射定位是通過定義一個三維立方體，預(yù)設(shè)各探頭所在的空間坐標，探頭根據(jù)接受破裂源發(fā)射出聲信號所需的時間，結(jié)合試樣測得的超聲波波速，得出破裂源所在的三維坐標[31-32]。亞失穩(wěn)階段時破裂源三維定位如圖4 所示。利用高速相機及MatchID 軟件，對預(yù)制裂紋煤樣亞失穩(wěn)階段的表面垂直位移特性進行了分析，如圖5 所示，結(jié)合破裂源聲發(fā)射定位結(jié)果(圖4)，得到如下結(jié)果：在試樣處于亞失穩(wěn)階段時，當預(yù)制裂紋傾角為0°，即預(yù)制裂紋處于水平軸線上，聲發(fā)射定位主要是分布在裂紋上方，預(yù)制裂紋的2 個端點處上方出現(xiàn)2 個新生裂紋，在預(yù)制裂紋中心點處出現(xiàn)一條豎直向下的裂紋和一條斜向左延伸至試樣左下角的裂紋。當預(yù)制裂紋傾角為30°時，新生裂紋主要集中出現(xiàn)在預(yù)制裂紋的中心位置，向下延伸2 道新生裂紋，在預(yù)制裂紋右上角則是出現(xiàn)一道向左上方延伸的裂紋，此外，試樣右上端也發(fā)生破裂，出現(xiàn)傾角約為75°的新裂紋。當預(yù)制裂紋傾角為45°時，在預(yù)制裂紋的兩端分別對稱出現(xiàn)一對近乎與水平面垂直的新生裂紋。此外，試樣的左下端部和右上端部也發(fā)生破裂。當預(yù)制裂紋傾角為60°時，預(yù)制裂紋中心未出現(xiàn)裂紋，以預(yù)制裂紋兩端為起始點，新生裂紋走向為先向中彎曲靠攏后向外側(cè)拓展。此外，試樣右下端部破壞面積大且嚴重，左側(cè)上部也發(fā)生破壞。當預(yù)制裂紋傾角為90°時，即預(yù)制裂紋處于豎直軸線上，預(yù)制裂紋的2 個端部出現(xiàn)新生裂紋，主要是在裂紋兩側(cè)發(fā)生劈裂破壞，其中預(yù)制裂紋左側(cè)破壞比右側(cè)嚴重的多，幾乎從下延伸到試樣上端，而右側(cè)則主要是發(fā)生在試樣的中部和下部。

圖5 亞失穩(wěn)階段不同預(yù)制裂紋傾角垂直位移云圖Fig.5 Vertical displacement cloud diagram of different pre-crack inclination angles in the sub-instability stage

此處對試樣α3(傾角為45°)的應(yīng)力-聲發(fā)射計數(shù)-聲發(fā)射進行分析，由圖6 可以看出，聲發(fā)射能量和計數(shù)在位移控分級加載的條件下呈現(xiàn)明顯的分級效應(yīng)，在每一級位移控開始加載到保持階段，都有明顯的能量計數(shù)上升標志。此外，試樣發(fā)生局部破碎或應(yīng)力發(fā)生小幅下降時，聲發(fā)射能量和計數(shù)出現(xiàn)急劇升高。在577.6～594.2 s 時處于亞失穩(wěn)階段，也是計數(shù)和能量上升最集中的時間段，在此階段聲發(fā)射計數(shù)占總數(shù)19.85%，聲發(fā)射能量占總數(shù)18.9%。在應(yīng)力峰值過后的第1 次壓力降出現(xiàn)時，由于進入位移保持階段，載荷施加暫停，使得能量和計數(shù)處于較低水平。由于前期承受到的載荷在亞失穩(wěn)階段煤樣突破了強度極限，出現(xiàn)許多新生裂紋，導(dǎo)致試樣抗壓能力不斷削減，為失穩(wěn)階段最終破壞的發(fā)生埋下伏筆。在位移保持階段結(jié)束后，試樣所受荷載增加，使得試樣內(nèi)部應(yīng)力重新分布，所受應(yīng)力逐漸超過其抗壓強度，最終發(fā)生破壞，伴隨著聲發(fā)射能量和計數(shù)的同時激增，信號占比接近20%，該特征可作為煤進入黏滑亞失穩(wěn)階段的判斷依據(jù)。

圖6 聲發(fā)射計數(shù)-能量-應(yīng)力-時間Fig.6 Acoustic emission count-energy-stress-time

2.2 亞失穩(wěn)階段煤體電磁輻射特征

受載煤樣發(fā)生破壞時會產(chǎn)生大量電磁輻射信號，對工作面突出危險性、瓦斯地質(zhì)及應(yīng)力異常等響應(yīng)較好，用于監(jiān)測預(yù)測煤巖動力災(zāi)害前景良好[33-34]。電磁輻射系統(tǒng)放大器設(shè)置40 dB 檔位，所用磁棒天線的中心頻率為100 kHz。不同預(yù)制裂紋傾角的電磁輻射的監(jiān)測情況如圖7 所示。在正常加載時，電磁輻射幅值變化較小，在一定區(qū)間內(nèi)上下小幅波動；當煤樣進入亞失穩(wěn)狀態(tài)后，電磁輻射能量顯著增強；當煤樣所受應(yīng)力臨近峰值載荷時，主破裂發(fā)生，電磁輻射能量快速釋放，幅值也急劇增加。盡管不同預(yù)制裂紋傾角煤樣加載過程中的電磁輻射能量分布情況有所差異，但在主破裂發(fā)生時的能量變化則具有顯著相似性，即在亞失穩(wěn)階段到主破裂發(fā)生時段，電磁輻射能量快速上升。

此外，在亞失穩(wěn)狀態(tài)下，預(yù)制裂紋傾角為0°、30°的煤樣電磁輻射能量變化不太明顯，分布范圍為2 028～2 135 mV·ms；預(yù)制裂紋傾角為45°的煤樣電磁輻射能量突增最為顯著，峰值能量可達2 225 mV·ms；裂紋傾角為60°和90°的煤樣峰值能量有所突增，但不太顯著，其峰值分別僅為1 693 mV·ms 和1 768 mV·ms。峰值能量隨裂紋傾角的增加呈先增后減的變化趨勢，在45°達到最大值，表明該裂紋傾角下試樣內(nèi)部裂紋擴展最充分，破壞也最為嚴重。和其他階段相對比，亞失穩(wěn)過程中電磁輻射能量和幅值響應(yīng)最為突出，與應(yīng)力驟降的發(fā)生時間幾乎相吻合，表明亞失穩(wěn)時試樣失穩(wěn)破壞程度達到極值，電磁輻射活動也最為劇烈。

表2 所示為不同預(yù)制裂紋傾角在亞失穩(wěn)階段對應(yīng)的電磁輻射計數(shù)信息?？梢钥闯?，預(yù)制裂紋傾角為45°的煤樣在亞失穩(wěn)狀態(tài)時電磁輻射計數(shù)占失穩(wěn)總過程的比例最大，與能量最大值相匹配，說明該傾角下試樣破壞更趨于脆性變形，破壞時電磁輻射信號響應(yīng)最為劇烈，進一步表明該條件下煤樣的破壞產(chǎn)生最多的新生裂紋。

表2 電磁輻射計數(shù)統(tǒng)計Table 2 Electromagnetic radiation counting statistics

2.3 亞失穩(wěn)階段時長特征

斷層黏滑失穩(wěn)過程可劃分為線性、強偏離線性、亞失穩(wěn)及失穩(wěn)4 個階段，如圖8 所示。其中，以試樣到達應(yīng)力峰值時刻為開始時間，以到達應(yīng)力臨界大幅驟降時刻為結(jié)束時間，該時間段為亞失穩(wěn)階段，即斷層失穩(wěn)前的最后階段[24,35]。

圖8 亞失穩(wěn)階段定義Fig.8 Definition of sub-instability stage

將煤樣受到開始載荷的時刻記為0 時刻，對于試樣α3，預(yù)制裂紋傾角45°，分級加載速度0.2 mm/min，預(yù)制裂紋煤樣失穩(wěn)全過程歷時702.7 s，在第5 次梯形加載時煤樣發(fā)生失穩(wěn)破壞，如圖9 所示。由于煤本身為各向異性材料，加載過程中出現(xiàn)多次應(yīng)力降抖動，說明有一部分細微裂紋出現(xiàn)，但煤樣承載力依然很高。具體到失穩(wěn)各階段起止時刻及占全過程時間比例見表3。

圖9 黏滑亞失穩(wěn)過程應(yīng)力-應(yīng)變隨時間變化曲線Fig.9 Stress-strain curve with time in the process of stick-slip meta-instability

表3 預(yù)制裂紋試樣失穩(wěn)全過程各階段時間Table 3 The time of each stage of instability of pre-cracked specimen

在第4 次位移控加載時，應(yīng)力波動增加，在577.6 s時應(yīng)力達到峰值11.83 MPa，開始第1 次亞失穩(wěn)瞬態(tài)，然后出現(xiàn)較大的應(yīng)力降。在597.2 s 時開始進入位移保持狀態(tài)，應(yīng)力出現(xiàn)小幅下降，內(nèi)部應(yīng)力場重新分布。577.6～702.3 s 為黏滑亞失穩(wěn)過程，共計127.7 s，占全過程用時比例為17.7%，雖然用時短，但由于亞失穩(wěn)階段是試樣整體由應(yīng)變積累逐漸向應(yīng)變釋放轉(zhuǎn)變的過渡階段，因此在生產(chǎn)實踐中對于斷層沖擊地壓的監(jiān)測預(yù)警有重要參考價值。當煤樣受載開始進入第5 次分級階段時，應(yīng)力小幅上升后便迅速下降，煤樣徹底破壞，說明第1 次應(yīng)力降出現(xiàn)時破裂輪廓已經(jīng)形成，只是由于處于分級加載位移保持恒定階段，應(yīng)力沒有迅速降到最低點。當位移保持階段結(jié)束后，只需增加少許壓力煤樣便承受不住，發(fā)生破壞，導(dǎo)致應(yīng)變急劇突增。

不同預(yù)制裂紋傾角亞失穩(wěn)階段發(fā)生的時間見表4，可見預(yù)制裂紋傾角對受載煤樣的變形破壞時長特征具有重要影響，應(yīng)力隨時間變化曲線如圖10 所示。由結(jié)果可見，預(yù)制裂紋傾角為0°及45°時，亞失穩(wěn)階段占全過程的用時比例高，占失穩(wěn)過程總時間16%～18%；預(yù)制裂紋傾角為30°及60°時，亞失穩(wěn)階段占全過程的用時比例較低，只占失穩(wěn)過程總時間1%～2%。

圖10 不同預(yù)制裂紋傾角亞失穩(wěn)階段的時長特征Fig.10 Stress-time under different pre-crack inclination angles at the meta-instability stage

表4 不同預(yù)制裂紋傾角試樣下的亞失穩(wěn)階段具體時間Table 4 Actual time of the meta-instability stage under different pre-crack inclination angle specimens

3 結(jié) 論

1)聲發(fā)射計數(shù)和能量對應(yīng)力和破壞響應(yīng)明顯，試樣發(fā)生局部破碎或應(yīng)力發(fā)生小幅下降時，聲發(fā)射能量和計數(shù)出現(xiàn)急劇升高。臨近黏滑亞失穩(wěn)時，聲發(fā)射計數(shù)和能量同時出現(xiàn)激增，信號占比接近20%，該響應(yīng)特征可作為裂紋煤樣進入黏滑亞失穩(wěn)階段的判斷依據(jù)。

2)在進入亞失穩(wěn)狀態(tài)后，電磁輻射幅值和能量均顯著增強，主破裂發(fā)生前，能量和幅值急劇增高，且峰值能量隨裂紋傾角的增加呈先增后減小，裂紋傾角為45°的煤樣在亞失穩(wěn)狀態(tài)時電磁輻射計數(shù)占失穩(wěn)總過程的比例最大；和其他階段相對比，亞失穩(wěn)過程中電磁輻射能量和幅值響應(yīng)最為突出，與應(yīng)力驟降的發(fā)生時間幾乎相吻合，表明亞失穩(wěn)時試樣失穩(wěn)破壞程度達到極值，電磁輻射活動也最為劇烈。

3)預(yù)制裂紋傾角對受載煤樣的變形破壞時長特征具有重要影響。預(yù)制裂紋傾角顯著影響煤樣亞失穩(wěn)階段占全過程的時長比例，傾角為45°時亞失穩(wěn)階段歷時最長，傾角為60°時歷時最短，該結(jié)論對于進一步理解斷層沖擊地壓致災(zāi)過程、精確建立斷層沖擊地壓模型具有指導(dǎo)意義。