›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (6): 1613-1619.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

突出煤和非突出煤全应力-应变瓦斯渗流试验研究

尹光志1,2,3,蒋长宝1,2,3,李晓泉1,2,3,王维忠1,2,3,蔡 波1,2,3   

  1. 1. 重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400030;2. 重庆大学 资源及环境科学学院,重庆 400030; 3. 重庆大学 复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室,重庆 400030
  • 收稿日期:2009-08-24 出版日期:2011-06-10 发布日期:2011-06-21
  • 作者简介:尹光志,男,1962年生,博士,教授、博士生导师,主要从事采矿工程与安全工程方面的教学与研究工作
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(No.2011CB201203);国家自然科学基金项目资助(No.50874124);中央高校基本科研业务费资助项目(No.CDJXS11 24 00 04);重庆大学“211工程”三期创新人才培养计划建设项目资助(No.S-10220)

An experimental study of gas permeabilities of outburst and nonoutburst coals under complete stress-strain process

YIN Guang-zhi1,2,3, JIANG Chang-bao1,2,3, LI Xiao-quan1,2,3, WANG Wei-zhong1,2,3, CAI Bo1,2,3   

  1. 1. State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400030, China; 2. College of Resources and Environmental Science, Chongqing University, Chongqing 400030, China; 3. State and Local Joint Engineering Laboratory of Methane Drainage in Complex coal Gas Seam, Chongqing University, Chongqing 400030, China
  • Received:2009-08-24 Online:2011-06-10 Published:2011-06-21

摘要: 以突出煤和非突出煤的型煤为研究对象,设计两种型煤全应力-应变瓦斯渗流试验方案,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验系统,对比研究了两种型煤全应力-应变瓦斯渗流规律。结果表明,在应力-应变全过程中突出煤和非突出煤的煤样变形和瓦斯流量变化规律基本一致,即两种型煤在应力-应变全过程中瓦斯流量与煤样损伤变形的进程密切相关;瓦斯流量随着煤样的体积压缩而变小,且在煤样体积被压缩至最小时瓦斯流量降为最低值,煤样开始扩容后瓦斯流量转为增大;瓦斯流量随围压的增大而减小,且围压越大,瓦斯流量随应变变化的幅度越小。煤性对煤层瓦斯渗透性有明显影响,其渗透性可作为判断煤与瓦斯突出危险程度的一个重要指标

关键词: 岩石力学, 采矿工程, 渗流, 全应力-应变, 型煤, 瓦斯

Abstract: Focusing on outburst coal and nonoutburst coal, the permeability experiments on the outburst coal and nonoutburst coal briquettes during the complete stress-strain process were designed using “Coal Containing Gas THM Coupling System”; to study their permeable properties in the complete stress-strain process. The results show that: during the complete stress-strain process, the deformation of outburst/nonoutburst coal showed similar trends with gas volume flow velocity, which means, in the complete stress-strain processes of both kinds of coals, gas volume flow velocity is tightly related with the damage deformation process of coal. The gas volume flow velocity decreased with the compressing of coal volume, decreased to the lowest value when the coal volume was compressed to the minimum; and then when coal volume began to expand, gas flow velocity turns to increase. The gas volume flow velocity decreased with the increasing of confining pressure; and the higher the confining pressure was, the smaller the changing rate of gas volume flow velocity to strain was. The properties of coal show an evident effect on gas permeation; so the permeability could be treated as a significant criterion for the judgement of coal-gas outburst criticality.

Key words: rock mechanics, mining engineering, seepage, complete stress-strain process, briquette, gas

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  • O 357.3
[1] 宋文成, 梁正召, . 承压水上开采倾斜底板破坏特征 与突水危险性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 624-634.
[2] 苏永华, 李诚诚. 强降雨下基于Green-Ampt模型的边坡稳定性分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 389-398.
[3] 刘成禹, 陈博文, 罗洪林, 阮家椿, . 满流条件下管道破损诱发渗流侵蚀的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 1-10.
[4] 刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土 一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[5] 夏才初, 喻强锋, 钱 鑫, 桂 洋, 庄小清. 常法向刚度条件下岩石节理剪切−渗 流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 57-66.
[6] 张艳博, 孙林, 姚旭龙, 梁鹏, 田宝柱, 刘祥鑫, . 花岗岩破裂过程声发射关键信号时 频特征试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 157-165.
[7] 彭守建, 郭世超, 许江, 郭臣业, 张超林, 贾立, . 采动诱导应力集中对顺层钻孔瓦斯抽采 影响的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 99-108.
[8] 支永艳, 邓华锋, 肖瑶, 段玲玲, 蔡佳, 李建林. 微生物灌浆加固裂隙岩体的渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 237-244.
[9] 许江, 邬君宇, 刘义鑫, 雷娇, . 不同充填度下岩体剪切−渗流耦合试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3416-3424.
[10] 刘伟俊, 张晋勋, 单仁亮, 杨昊, 梁辰, . 渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部 水平冻结体温度场试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3425-3434.
[11] 李博, 黄嘉伦, 钟振, 邹良超, . 三维交叉裂隙渗流传质特性数值模拟[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3670-3768.
[12] 大久保诚介, 汤 杨, 许江, 彭守建, 陈灿灿, 严召松, . 3D-DIC系统在岩石力学试验中的应用[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3263-3273.
[13] 张强, 李小春, 周英博, 石露, 白冰, . 高压孔隙CO2/水作用下完整四川三叠系 砂岩剪切特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3028-3036.
[14] 王鹏飞, 谭文辉, 马学文, 李子建, 刘景军, 武洋帆, . 不同粗糙度和隙宽贯通充填裂隙 渗流特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3062-3070.
[15] 张艳博, 梁鹏, 孙林, 田宝柱, 姚旭龙, 刘祥鑫, . 单轴压缩下饱水花岗岩破裂过程声发射 频谱特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2497-2506.
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[1] 刘 晓,唐辉明,刘 瑜. 基于集对分析和模糊马尔可夫链的滑坡变形预测新方法研究[J]. , 2009, 30(11): 3399 -3405 .
[2] 胡大伟,周 辉,谢守益,张 凯,邵建富,冯夏庭. 大理岩破坏阶段Biot系数研究[J]. , 2009, 30(12): 3727 -3732 .
[3] 师旭超,韩 阳. 卸荷作用下软黏土回弹吸水试验研究[J]. , 2010, 31(3): 732 -736 .
[4] 朱建明,彭新坡,姚仰平,徐金海. SMP准则在计算煤柱极限强度中的应用[J]. , 2010, 31(9): 2987 -2990 .
[5] 原喜忠,李 宁,赵秀云,杨银涛. 东北多年冻土地区地基承载力对气候变化敏感性分析[J]. , 2010, 31(10): 3265 -3272 .
[6] 白 冰,李小春,石 露,唐礼忠. 弹塑性应力-应变曲线的斜率恒等式及其验证和应用[J]. , 2010, 31(12): 3789 -3792 .
[7] 唐利民. 地基沉降预测模型的正则化算法[J]. , 2010, 31(12): 3945 -3948 .
[8] 李占海,朱万成,冯夏庭,李绍军,周 辉,陈炳瑞. 侧压力系数对马蹄形隧道损伤破坏的影响研究[J]. , 2010, 31(S2): 434 -441 .
[9] 蔡辉腾,危福泉,蔡宗文. 重庆主城区粉质黏土动力特性研究[J]. , 2009, 30(S2): 224 -228 .
[10] 宋 玲 ,刘奉银 ,李 宁 . 旋压入土式静力触探机制研究[J]. , 2011, 32(S1): 787 -0792 .