含瓦斯煤渗透率对轴向循环荷载响应特征的试验研究
Experimental Research on Response Characteristics of Permeability of Coal Containing Gas on Axial Cycle Loading
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摘要: 利用自行研制改造的含瓦斯煤热流固耦合三轴渗流实验装置，以典型豫西“三软”构造煤原煤样为研究对象，轴向等应力循环加卸载作用下含瓦斯构造煤渗透率的影响。结果表明：煤样渗透率在轴向应力加载过程中减小，卸载过程中增大，渗透率与轴向应力在加卸载过程中符合负指数函数分布；渗透率无因次量与有效应力关系表明，渗透率无因次量对有效应力较为敏感，有效应力变大，渗透率无因次量降低速率变大，有效应力减小，渗透率无因次量会有所恢复；循环加载过程中，渗透率对于首次加载敏感性较强，渗透率损失较大。卸载过程中，渗透率恢复不到初始值。同时，循环加卸载过程使煤样塑性变形进一步增加，也使得渗透率对于有效应力的敏感度降低。Abstract: To study the permeability characteristics of tectonic coal by using fluid-solid-heat coupling triaxial servo-controlled seepage system of coal containing gas that was developed in house, taking Henan western "three soft" tectonic coal as the research object, we study the permeability characteristics of tectonic coal under the axial cyclic loading-unloading; the test results show that: in the process of axial stress loading, the permeability decreases, and recovered in the process of unloading, permeability of coal samples and axial stress distribution accords with negative exponential function in the process of loading and unloading, and the fitting parameters is given. Relationship between dimensionless permeability and effective stress shows that permeability dimensionless quantity to effective stress is great sensitive, the bigger of effective stress, more fast of dimensionless permeability reduction rate, effective stress decreases, and permeability dimensionless quantity will be restored. Cyclic loading process, the permeability sensitivity for the first load is stronger, permeability loss is bigger. The unloading process, the permeability recovery is less than the initial value. At the same time, the cycle loading to further increase coal sample plastic deformation, also results in lower permeability for the sensitivity of the effective stress.
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Keywords:
- tectonic coal /
- loading-unloading /
- effective stress /
- permeability /
- sensitivity
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[1] 尹光志，黄启翔，张东明，等. 地应力场中含瓦斯煤岩变形破坏过程中瓦斯渗透特性的试验研究[J].岩石力学与工程学报，2010,29(2)：336-343. [2] 尹光志，李文璞，李铭辉，等. 不同加卸载条件下含瓦斯煤力学特性试验研究[J].岩石力学与工程学报，2013,32(5)：891-901. [3] 胡耀青，赵阳升，魏锦平，等. 三维应力作用下煤体瓦斯渗透规律实验研究[J].西安矿业学院学报，1996,16(4)：308-311. [4] 孙维吉，梁冰，李辉，等. 吸附和长时间载荷作用煤渗透规律试验[J].重庆大学学报，2011,34(4)：83-86. [5] 李树刚，钱鸣高，石平五. 煤样全应力应变过程中的渗透系数-应变方程[J].煤田地质与勘探，2001,29(1)：22-24. [6] 胡国忠，王宏图，范晓刚，等. 低渗透突出煤的瓦斯渗流规律研究[J].岩石力学与工程学报，2009,28(12)：2527-2534. [7] 王登科，刘建，尹光志，等. 突出危险煤渗透性变化的影响因素探讨[J].岩土力学，2010,31(11)：3469. [8] 王振. 原煤渗透率影响因素的实验研究[J].煤矿安全，2011,42(12)：4-6. [9] 曹树刚，李勇，郭平，等. 型煤与原煤全应力-应变过程渗流特性对比研究[J].岩石力学与工程学报，2010,29(5)：899-906. [10] 黄启翔，尹光志，姜永东，等. 型煤试件在应力场中的瓦斯渗流特性分析[J].重庆大学学报，2008,34(12)：1436-1440. [11] 祝捷，姜耀东，孟磊，等. 载荷作用下煤体变形与渗透性的相关性研究[J].煤炭学报，2012,37(6)：984. [12] 李晓泉，尹光志，蔡波. 循环载荷下突出煤体的变形和渗透特性试验研究[J].岩石力学与工程学报，2010,29(S2)：3498-3504. [13] 朱卓慧，冯涛，谢东海，等. 不同应力路径下含瓦斯煤渗透特性的实验研究[J].采矿与安全工程学报，2012,29(4)：570-574. [14] 陶云奇，许江，程明俊，等. 含瓦斯煤渗透率理论分析与试验研究[J].岩石力学与工程学报，2009,28(S2)：3363-3370. [15] 王刚，程卫民，郭恒，等. 瓦斯压力变化过程中煤体渗透率特性的研究[J].采矿与安全工程学报，2012,29(5)：735-739. [16] 尹光志，李小双，赵洪宝，等. 瓦斯压力对突出煤瓦斯渗流影响试验研究[J].岩石力学与工程学报，2009,28(4)：697-702. [17] 曹树刚,郭平,李勇，等. 瓦斯压力对原煤渗透特性的影响[J].煤炭学报，2010,35(4)：595-599. -
期刊类型引用(6)
1. 赵兵朝，陈迪，陈攀，王京滨，冯杰. 基于C#语言与ArcGIS Engine的开采沉陷预计系统开发. 煤矿安全. 2024(08): 184-190 . 
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2. 赵阳，陈俊凝，韦启蒙. 浅埋煤层采动地表移动变形规律及电塔塔基稳定性研究. 矿业研究与开发. 2023(02): 121-127 . 百度学术
3. 王元贵. 浅埋煤层群开采覆岩结构破断特征与地表变形规律研究. 山西煤炭. 2023(01): 123-128 . 百度学术
4. 赵兵朝，马云祥，王海龙，侯恩科，王京滨，韦启蒙. 双煤层开采地表下沉影响因素分析. 矿业研究与开发. 2022(07): 120-124 . 百度学术
5. 甄泽，张杰. 薄基岩工作面开采覆岩运移规律. 陕西煤炭. 2020(04): 49-52 . 百度学术
6. 刘东海，邓念东，姚婷. 潞安矿区煤炭开采沉陷主要控制因素分析. 矿业安全与环保. 2020(05): 103-107 . 百度学术
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