钻孔膨胀剂在水化反应过程中,释放的反应热在孔内积聚,并将温度传导至孔附近的煤体表面,孔壁周围煤体受热,致使煤体的力学性质发生改变并形成热损伤区域,最终在膨胀力的作用下致裂煤体。为确定钻孔膨胀剂温度对煤体裂隙发育规律的影响,进行了一系列的实验研究,为钻孔膨胀剂在井下应用提供理论依据与指导。通过改变水灰比、缓凝剂及其它外加剂材料掺量,测定膨胀剂最高反应温度在99~160.4℃之间;其膨胀压力范围为11.96~18.95MPa。对比分析实验结论,确定了不同温度钻孔膨胀剂的配比参数。通过对不同温度型煤试件进行力学参数及变形特性实验,确定了温度对煤体力学性质的影响规律:温度在0~100℃阶段时,煤体的抗压强度随温度的升高而降低,其弹性模量随温度升高而减小;当加热温度在100℃~180℃阶段时,型煤试件的抗压强度随温度的增加而升高,其弹性模量随温度增加而增加;试件的破裂形态主要有剪切、拉伸和锥形三种破坏形式。基于场应变及红外热成像监测系统,开展了不同温度钻孔膨胀剂致裂实验,其结果表明:钻孔周围煤体表面的温度梯度值随孔内部膨胀剂温度的提高而提高,距孔4cm处时,煤体表面的温度不再发生明显变化,表明温度传导有效距离为4cm;钻孔周围煤体在温度和膨胀力的作用下,在试件的边界条状损伤区域萌生微裂纹,且裂纹逐渐扩大并从边界向孔中心延展,直至裂纹贯通煤体试件。图48幅;表12个;参53篇。