煤田地质与勘探

作者：吴学海, 李波波, 王新, 高政, 李建华, 许江,

关键词：煤与瓦斯突出, 塑性变形, 损伤, 渗透率, 开采扰动,

开采扰动诱发的煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中的主要瓦斯动力灾害之一。为系统探索开采扰动下煤体损伤演化特征和瓦斯渗流规律，拟开展不同瓦斯压力下全应力应变–渗流实验。通过考虑气体吸附和热膨胀效应修正广义胡克定律，建立基于塑性变形的煤体损伤本构关系，进一步构建考虑损伤的分段渗透率模型。结果表明：以渗透率突变点为界，可将煤体渗透率分为峰前和峰后2个变化阶段。其中，峰前呈指数型降低，而峰后急剧增加，峰值抗压强度和弹性模量均随着瓦斯压力升高而降低；煤体轴向塑性应变和损伤演化规律具有良好的一致性，二者均呈现出峰前变化不大，峰后激增的变化趋势；利用不同瓦斯压力和50℃实验数据对所建的损伤模型及渗透率模型进行验证，得到理论曲线和实验数据具有较好的吻合度，表明新建模型可较好地反映不同条件下煤体破坏失稳过程中的损伤演化规律和瓦斯渗流特征。

来源：2021年第6期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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