【摘 要】
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为模拟煤矿现场先采气后采煤的作业过程,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,开展孔隙压力减小的煤岩渗流试验和全应力-应变-渗流试验.通过推导温度升高时煤岩裂隙宽度变化的表达式,进一步构建考虑温度-应力的煤岩渗透率模型,探讨温度与应力作用下煤岩瓦斯渗流演化机制.新建的煤岩渗透率模型包括有效应力、吸附/解吸、热膨胀及热裂四部分影响因素,并使用损伤变量表征裂纹扩容过程中产生的基质膨胀效应(热裂),结果表明:(1)当外应力恒定时,不同温度下渗透率随孔隙压力减小先略有减小而后迅速增大;当孔隙压力恒定时,渗透率
【机 构】
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贵州大学矿业学院,贵州贵阳 550025;贵州大学矿业学院,贵州贵阳 550025;贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室,贵州贵阳 550025;贵州省非金属矿产资源综合利用重
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为模拟煤矿现场先采气后采煤的作业过程,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,开展孔隙压力减小的煤岩渗流试验和全应力-应变-渗流试验.通过推导温度升高时煤岩裂隙宽度变化的表达式,进一步构建考虑温度-应力的煤岩渗透率模型,探讨温度与应力作用下煤岩瓦斯渗流演化机制.新建的煤岩渗透率模型包括有效应力、吸附/解吸、热膨胀及热裂四部分影响因素,并使用损伤变量表征裂纹扩容过程中产生的基质膨胀效应(热裂),结果表明:(1)当外应力恒定时,不同温度下渗透率随孔隙压力减小先略有减小而后迅速增大;当孔隙压力恒定时,渗透率随温度增大整体呈先减小后增大的趋势.(2)在煤岩全应力-应变-渗流试验过程中,渗透率随轴向应力的增大呈先减小后增大的趋势;煤岩弹性模量及峰值强度与温度之间呈负相关关系.(3)新建渗透率模型的计算值和实测值基本一致,可较好表征渗透率随孔隙压力及有效应力的演化规律.(4)基于内膨胀应力的定义,探讨温度与应力作用过程中内膨胀变形对渗透率的贡献.在温度恒定时,渗透率随内膨胀因子的增大而减小;煤岩裂隙宽度与损伤相关,在温度突变系数增大过程中渗透率随之减小.
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