破裂破碎巖樣流固耦合滲透試驗研究.pdf

1、在煤層掘進或回采過程中，采動巖體會發(fā)生破裂或破碎現(xiàn)象，誘發(fā)井巷突水或煤與瓦斯突出等多種動力災(zāi)害。根據(jù)研究方法和滲流特性，采動巖體滲流分為破裂巖樣滲流和破碎巖樣滲流兩部分。研究采動巖體流固耦合滲透規(guī)律，對減少礦山災(zāi)害，保障礦山安全生產(chǎn)具有重要的工程意義。
　　在破裂巖樣滲流研究方面，本文利用控制砂粒粗細的方法，通過自主研發(fā)的高度可調(diào)式煤巖試樣制備裝置（ZL：201420165076.5）制備不同孔隙度的圓形薄板試樣，使用RSM-SY

2、7超聲波循測儀測其孔隙度。在DDL600電子萬能試驗機上進行了中心受壓圓形薄板試樣彎曲變形過程中的滲透特性試驗；研究了孔隙度對圓形薄板試樣軸向抗壓強度、初始滲透率的影響和對圓形薄板試樣彎曲變形過程中軸向載荷與滲流量出現(xiàn)峰值的時間差的影響；研究了圓形薄板試樣彎曲變形過程中滲透率的變化規(guī)律。結(jié)果表明：中心受壓圓形薄板試樣孔隙度較大時，其彎曲變形過程中軸向載荷 F峰值先于流量 Q峰值出現(xiàn)，反之，其流量Q峰值先于軸向載荷F峰值出現(xiàn)。
　　

3、在破碎巖樣滲流研究方面，本文通過對多種礦物成分破碎巖樣和混合破碎巖樣的滲流特性進行試驗研究：采用穩(wěn)態(tài)滲透法對破碎砂巖、破碎泥巖、破碎煤矸石及三種巖樣的混合樣進行滲透試驗，分析粒徑、有效應(yīng)力和孔隙度對破碎巖石滲透性參量的影響。結(jié)果表明：破碎巖樣隨孔隙度增加，其滲透率增大，非Darcy流β因子減?。豢紫抖却笥?.4左右時，滲透率增加幅度變大，而當孔隙度小于0.35左右時，非Darcy流β因子變化較大；隨孔隙度變大，單種巖樣比混合巖樣滲透率的

4、變化幅度大，而因粒徑不同非Darcy流β因子不同。
　　采掘過程中，破碎煤巖體孔隙度受礦山壓力持續(xù)影響，若其連續(xù)減小將會使周圍流體壓力持續(xù)增加，成為誘發(fā)突水、煤與瓦斯突出等煤礦災(zāi)害的重要誘因。本文提出通過連續(xù)加載軸向位移的方式，研究孔隙度連續(xù)變化的破碎砂巖滲透特性。結(jié)果表明：孔隙度持續(xù)減小時，加速度系數(shù)和非Darcy流β因子與滲透壓差的變化曲線呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。
　　針對因試驗儀器的限制，導(dǎo)致破裂巖樣滲流試驗的承壓水作