近日，西安科技大学能源学院来兴平教授团队“复杂难采煤层安全高效开采理论与技术创新团队”在国际岩石力学与采矿领域顶级权威学术期刊《InternationalJournalofRockMechanicsandMiningSciences》发表题为“Theroleofporosityinthedynamicdisturbanceresistanceofwater-saturatedcoal”最新研究成果。该成果是西安科技大学矿业工程学科在国际岩石力学与采矿科学研究领域取得的又一重要突破，对于加快矿业工程学科高质量发展，持续提升矿业工程学科在该领域的国际学术影响力具有重要意义。
IJRMMS为Elsevier（爱思维尔）旗下的工程技术领域期刊，是国际岩石力学与采矿领域公认的顶级期刊，创刊于1964年，由英国PERGAMON-ELSEVIERSCIENCELTD（佩加蒙—爱思唯尔科学有限公司）出版，旨在发表全球岩石力学与采矿科学领域的最新高质量、原创性研究及最新进展。
该论文为西安科技大学能源学院顾合龙副教授与合作导师来兴平教授合作发表，以西安科技大学为第一通讯单位，研究工作得到了国家自然科学基金（52204111）的经费支持。
裂隙率对富水围岩体煤岩微观结构影响的简化示意图
西部地区大规模、高强度开采煤炭引起的高应力、强扰动复合应力场与渗流环境叠加作用，导致高能级、大体量的工程灾害频发。裂隙率在水饱和煤动态抗扰性中的作用研究能够从机理上本源性解释裂隙率对于富水煤岩动态力学性质的影响，为实现富水煤岩动力扰动灾害抵抗能力的评估、优化富水煤岩的抗冲击荷载的能力提供理论支撑。然而，当前关于裂隙率对富水煤岩抗冲击能力的研究存在三个亟待解决的关键科学难题：1)单一裂隙无法刻画裂隙率的影响；2)自由水对于非连续裂隙面影响的力学模型难以建立。
针对上述问题，论文通过煤层巷道围岩取芯，借助高速摄像技术、CT三维重构技术与裂隙的细观分析技术，获得富水煤岩裂隙动态扩展的宏-细观信息，以对富水煤岩动态破裂起控制作用的优势裂隙为研究对象，通过合理等效建立裂隙率对含水优势裂隙的影响模型。
裂隙率对优势裂隙的主裂隙面等效颗粒分布影响的简化模型
优势裂隙的主裂隙面多颗粒组之间的总动态液桥力模型与动态强度因子模型
考虑含水物体之间高速移动时Stephen效应的影响，基于颗粒力学理论，对微裂隙分割的优势裂隙的主裂隙两侧接触面粗糙度进行理论等效，主裂隙面长度与等径颗粒数量进行等效，进而计算出多颗粒组之间的总动态液桥力，推导建立含水优势裂隙的动态强度因子模型，揭示裂隙率对煤岩宏观动态力学性质的影响机理，实现对不同裂隙率富水围岩抗冲击能力的评估，为富水煤岩的动态加固方法与强度削弱方法提供理论支撑。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2023.105388
（来源 西安科技大学）