不同粒径煤岩块体超低摩擦滑动规律研究

摘要

煤岩颗粒粒径影响界面粗糙度和微裂隙萌生与扩展是超低摩擦滑动重要影响因素。为探究不同粒径煤岩块体对超低摩擦滑动影响规律，利用颗粒流方法建立超低摩擦数值模型，在垂直扰动作用下对工作块体分别施加瞬时和持续水平冲击，以工作块体水平位移和煤岩界面摩擦力为超低摩擦效应强度表征参数，分析不同粒径煤岩块体接触力链、微裂隙分布以及宏观裂隙演化，得到了不同粒径煤岩块体超低摩擦滑动规律。研究结果表明，瞬时水平冲击作用下，工作块体水平位移最大值和稳定值随煤岩粒径比增大呈先增大后减小趋势。粒径比为1.0时界面粗糙度较小，超低摩擦效应强度较大。煤岩块体产生微裂隙主要分布在煤岩界面，颗粒粒径相差越大，产生微裂隙数目越多，工作块体损伤程度越高，煤岩界面细小颗粒对工作块体滑动有润滑作用，导致界面摩擦力由波峰值到波谷值的降幅近80%。持续水平冲击作用下，煤岩粒径比为0.6、0.8、1.0时，工作块体易产生由煤岩界面向内部延伸的贯穿型张拉裂隙，煤岩界面摩擦力显著降低，易发生超低摩擦滑移。煤岩粒径比为1.2、1.4时，煤岩界面易发生超低摩擦自锁现象。

关键词

冲击地压 / 超低摩擦 / 粒径比 / 煤岩界面 / 裂隙演化 / 摩擦力