原生層理結構影響下煤巖組合體超聲波及CT 掃描分析

雷國榮 ，李春元 ，齊慶新 ，王嘉敏 ，杜偉升 ，李向上 ，何 團

（煤炭科學研究總院有限公司 深部開采與沖擊地壓防治研究院, 北京 100013）

0 引 言

煤巖體內部存在的天然層理是煤巖體中最為常見，且發育較為廣泛的原生結構，其控制著煤巖的連續性和整體性[1-2]，使煤巖的聲學及力學性質更加復雜，并對地下工程圍巖的穩定性產生重要影響。故快速精確獲取含原生層理結構煤巖體的聲學及力學性質，對掌握煤巖內部的原生結構及其力學特性具有重要的現實意義和應用價值，也可為地下工程開發及資源開采提供可靠的數據支撐。

作為研究巖體結構及其力學參數的有效途徑之一[3-7]，超聲波檢測技術得到了廣泛應用，并取得了可喜的研究成果。在巖石波速方面，WYLLIE 等[8]、史謌等[9]研究指出巖石波速隨孔隙率的增加而非線性衰減；蔣璽等[10]研究得出巖石高溫產生的物性含量變化是導致巖石波速衰減的主要原因；晏先震等[11]指出隨層理角度增大，頁巖聲波時差、衰減系數均線性增大；鄧繼新等[12]分析得出充填礦物是導致泥、頁巖波速異性的主要原因；ZUO 等[13]認為裂隙的存在降低了聲波在巖石中的傳播速度。為應用波速表征巖石的力學參數，KURTULU C 等[14]研究了完整巖石的力學特性與縱波速度的關系；NOURANI 等[15]獲得了巖石RMR 及Q 系統指標值與波速的關系。徐曉煉等[16]指出煤巖體波速與孔隙率、滲透率負相關；李東會等[17]研究得出了平行層理、垂直層理煤樣波速隨飽和度的變化規律；……