不同开采方式下煤岩应力场-裂隙场-渗流场行为研究

被引：67

作者：

谢和平 ^{[1
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张泽天 ^{[1
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高峰 ^{[2
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张茹 ^{[1
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高明忠 ^{[1
]}

刘建锋 ^{[1
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机构：

[1] 四川大学

[2] 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

来源：

煤炭学报 | 2016年 / 41卷 / 10期

基金：

国家重点研发计划;

关键词：

煤; 开采方式; 采动应力; 力学行为; 采动裂隙; 增透率;

D O I：

10.13225/j.cnki.jccs.2016.1393

中图分类号：

TD712 [矿井瓦斯];

学科分类号：

081903 ;

摘要：

煤岩的采动力学行为与常规的煤岩材料力学行为有本质不同,传统的岩石力学实验研究没能体现开采方式和工程扰动的真实影响。深部煤与瓦斯共采实践中,不同开采方式扰动下的煤岩应力场、裂隙场和渗流场行为有显著差异,但煤岩采动力学行为特征尚缺乏科学的、定量化的分析和表达。通过开展不同开采方式下煤岩采动力学实验,分析3种典型开采方式下煤岩采动力学行为、采动裂隙展布及增透率演化规律,探索不同开采方式下煤岩真实采动应力场、裂隙场和渗流场的特征差异。研究表明:不同开采方式产生不同的采动应力场,并导致不同的煤岩裂隙场和渗流场行为特征差异;不同开采方式条件下煤岩峰值应力、峰值应力对应轴向应变和环向应变按照无煤柱开采、放顶煤开采和保护层开采的顺序降低,而体积应变绝对值则依次升高;不同开采方式下煤岩采动裂隙尺度分维D及煤层增透率激增点与工作面之间的距离(Lrise)均按照保护层开采、无煤柱开采、放顶煤开采的顺序依次下降,确定煤层Lrise范围和增透率空间分布可为煤瓦斯共采工程提供理论指导。

引用

页码：2405 / 2417

页数：13

共 21 条

[1]

分形－岩石力学导论.[M].谢和平著;.科学出版社.1996,

[2] 用于测试采动过程卸荷煤岩体渗透率的系统 [P].

张茹 ;

张泽天 ;

高明忠 ;

徐晓炼 ;

李果 ;

谢晶 ;

刘建锋 .

中国专利 :CN204165873U ,2015-02-18

[3] Modelling of Longwall Mining-Induced Strata Permeability Change [J].

Adhikary, D. P. ;

Guo, H. .

ROCK MECHANICS AND ROCK ENGINEERING, 2015, 48 (01) :345-359

[4]

Permeability distribution characteristics of protected coal seams during unloading of the coal body.[J].Haidong Chen;Yuanping Cheng;Tingxiang Ren;Hongxing Zhou;Qingquan Liu.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences.2014,

[5]

Klinkenberg effect on predicting and measuring helium permeability in gas shales.[J].Mahnaz Firouzi;Khalid Alnoaimi;Anthony Kovscek;Jennifer Wilcox.International Journal of Coal Geology.2014,

[6]

Permeability evolution during progressive deformation of intact coal and implications for instability in underground coal seams.[J].Shugang Wang;Derek Elsworth;Jishan Liu.International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences.2013,

[7] Stress evolution with time and space during mining of a coal seam [J].