低透氣性煤層瓦斯?jié)B流特性及聲發(fā)射特征實驗研究.pdf

1、瓦斯治理是防止煤礦重特大事故的重中之重，消除瓦斯危害對煤礦安全生產(chǎn)依然具有舉足輕重的意義。隨著平均開采深度逐年加大，我國很多煤層呈現(xiàn)出高地應(yīng)力、低滲透性的特征，進一步增加了礦井瓦斯治理的難度。本文以潞安集團常村煤礦3號煤層為研究對象，開展了低透氣性煤層瓦斯?jié)B流特性和聲發(fā)射特征實驗研究。主要包括以下內(nèi)容：
　　第一：開展了煤體滲透性理論分析，討論了煤體滲透性的表征因素、特征、演化規(guī)律以及影響因素等；分析了煤巖體的聲發(fā)射產(chǎn)生機理和煤巖

2、體的凱塞效應(yīng)；探討了聲發(fā)射技術(shù)在煤體滲透性檢測方面的應(yīng)用。為滲透特性和聲發(fā)射特征實驗研究奠定了基礎(chǔ)。
　　第二：對取自潞安集團常村礦N3工作面的煤樣進行制備（Φ50*100），并在有關(guān)力學(xué)參數(shù)基本實驗的基礎(chǔ)上，利用WYS-800微機控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流實驗裝置分別進行了三軸壓縮的“煤—氣”耦合實驗及三軸循環(huán)“加—卸”軸壓“煤—氣”耦合實驗。主要結(jié)論為：
　　（1）煤樣在循環(huán)加卸載過程的應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)^程曲線會受到常規(guī)三軸壓

3、縮試驗相應(yīng)曲線的一定控制。煤樣的滲透率-應(yīng)變的變化趨勢同應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的相關(guān)性很好，但是滲透率-應(yīng)變曲線的滲透率最大值卻相對滯后于應(yīng)力達到峰值點。
　?。?）煤樣的應(yīng)變-滲透率曲線具有比較顯著的分段特點，在加載過程中，伴隨著軸向應(yīng)力的不斷增加，煤樣的滲透率會表現(xiàn)出穩(wěn)定-降低-突變增大-保持高位穩(wěn)定的變化趨勢。
　?。?）煤樣在峰前和峰后分別進行一次加卸載試驗時，其應(yīng)力-應(yīng)變-滲透率關(guān)系曲線具有比較明顯的分段，具體可分為四個特

4、征段。四階段相對應(yīng)的滲透率變化特征為滲透率穩(wěn)定減小—小幅增加—緩慢減小—快速增加。
　　第三：對實驗煤樣制備成四種規(guī)格（Φ50*70、Φ50*80、Φ50*90、Φ50*100），利用聲發(fā)射檢測儀對煤樣進行單軸條件下的聲發(fā)射特征實驗和三維定位實驗。主要結(jié)論為：
　　（1）煤樣應(yīng)力-時間-振鈴計數(shù)與振鈴累積的關(guān)系較好地體現(xiàn)了煤樣的變形破損。尺寸較小煤樣的聲發(fā)射模式為漸進型；而尺寸較大煤樣的聲發(fā)射模式為突躍型。
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