近日，我校来兴平教授“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《International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences》发表题为“The role of porosity in the dynamic disturbance resistance of water-saturated coal”最新研究成果，是我校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。该论文为能源学院顾合龙副教授与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。
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科学领域公认的顶级期刊，创刊于1964年，由英国PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD（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。
图1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，导致煤岩动力灾害频发。裂隙率对饱水煤岩抗动力扰动能力影响的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微细观分析技术，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。
图2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
图3优势裂隙的主裂隙面多颗粒组之间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，基于动态颗粒力学理论，对微裂隙分割的优势裂隙的主裂隙两侧接触面进行颗粒化处理，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，为富水煤岩的动态高效加固方法与强度削弱方法提供理论支撑。
