考虑瓦斯吸附作用的真三轴煤体剪切渗流特性试验研究 |
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引用本文: | 王刚,刘志远,王鹏飞,汪文瑞,樊程,宋相.考虑瓦斯吸附作用的真三轴煤体剪切渗流特性试验研究[J].采矿与安全工程学报,2019,36(5):1061-1070. |
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作者姓名: | 王刚 刘志远 王鹏飞 汪文瑞 樊程 宋相 |
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作者单位: | 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛,266590 |
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基金项目: | 国家自然科学基金;山东省自然科学基金;青岛市应用基础研究计划 |
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摘 要: | 在煤炭资源科学开采过程中,煤层内部伴有复杂的瓦斯运移行为,其常处于真三轴应力状态,而当前物理试验不能反映瓦斯吸附饱和煤体的真实受力的动态状况,为此,利用自主研制的真三轴气-固耦合煤体渗流试验系统,开展了以甲烷和氦气作为吸附介质、渗流介质的煤体吸附渗流试验,对比分析了甲烷吸附在真三轴应力环境中对煤体变形和渗透率等影响的作用机理。试验结果表明:1)与氦气吸附试验定量对比分析可知,甲烷吸附作用受围压性质影响,在柔性围压一侧容易产生膨胀变形,而在刚性围压一侧产生微小变形;2)在不同的真三轴剪切应力环境中,中间主应力越大,煤体最小主应力方向上的应变速率越大;3)中间主应力效应具有双重作用,中间主应力效应与围压效应存在差异,当中间主应力超过一定的应力范围后,煤体峰值强度降低,其渗透率提高。研究成果为治理煤与瓦斯突出、提高煤层气抽采率提供了试验参考依据。
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关 键 词: | 真三轴应力 瓦斯吸附作用 力学变形机理 渗透率 |
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