采動影響下固-液-氣耦合機理及瓦斯運移規(guī)律研究.pdf

1、本文以南川宏能煤業(yè)(原半溪礦)礦井西翼 K1煤層為研究對象，從煤巖宏觀方面利用自主研制的含瓦斯煤熱流固三軸伺服滲透實驗裝置，分別進行了地應力場中固-液-氣耦合作用下煤巖滲透實驗、采動應力場中固-液-氣耦合作用下煤巖力學及滲流實驗、循環(huán)采動應力場下煤巖力學及滲透實驗，并分析了不同應力場、不同水文地質(zhì)條件下煤巖的力學及滲透特性；從煤巖細觀方面利用自主研制的含瓦斯煤巖細觀剪切實驗裝置，進行了不同含水率型煤細觀剪切實驗，分析對比了不同含水率條件

2、下型煤剪切裂紋演化規(guī)律。綜合以上實驗研究可得到以下主要結論：
　　(1)煤巖處于地應力場中，隨著圍壓的增加，煤樣甲烷有效滲透率呈負指數(shù)減小。隨含水率增加，煤樣甲烷有效滲透率逐漸減小，且減小的越來越平緩。
　　(2)煤巖處于采動應力場中，隨含水率增加，加卸載煤樣的承載強度、殘余強度、變形模量都呈現(xiàn)降低趨勢，而軸向應變、側向應變、體積應變及側向膨脹系數(shù)呈增加趨勢。煤樣破壞前含水率越高甲烷有效滲透率越小，破壞后含水率越高甲烷有效滲

3、透率反而越大。隨含水率增加，加卸載煤樣破壞程度增大，裂隙增多，形變量增大，煤樣加卸載過程中的總能量和耗散能也增加，而彈性能卻減小。
　　(3)煤巖處于循環(huán)應力作用下，隨分級循環(huán)加卸載進行，煤樣的累積殘余變形逐漸增加，相對殘余變形先降低、后出現(xiàn)殘余變形穩(wěn)定區(qū)、臨近煤樣破壞時又上升。隨分級加卸載的進行，滲透率總體趨勢為先螺旋降低，后螺旋上升，破壞瞬間急劇增大。
　　(4)新定義滲透率絕對恢復率ηj和滲透率相對恢復率ηx定量分析了