不同加載速率含水煤層滲透性及聲發(fā)射實驗研究.pdf

1、眾所周知，我國煤礦中危害最大的災難即煤巖瓦斯動力災害,其中煤與瓦斯突出事故的危險性及危害性首居其位。可采前，煤體原應力處于平衡狀態(tài),但當采動加載時原平衡狀態(tài)轉變?yōu)樵黾哟怪睉Φ匠^荷載極限，同時降低水平應力的采動響應過程。發(fā)生煤與瓦斯突出時產生變形、破裂過程中會以聲波的形式進行傳播煤巖體內部微裂隙結構、地應力變化等可以作為預兆信息，本論文利用WYS-800微機控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流實驗裝置及聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，結合水分、瓦斯及不同加載速率

2、綜合因素，改進了加載條件及過程，除了研究力學性質、聲發(fā)射信號序列演化規(guī)律，并新添加了滲流性能。具體研究內容如下：
　?。?）不同加載速率下試件的應力應變力學特性很相似，但隨著試件加載速率的增大，軸向應力峰值明顯降低。同時不同加載速率加載過程試件出現(xiàn)體積擴容現(xiàn)象。
　?。?）在瓦斯壓力為1MPa、圍壓卸載速率為0.01MPa/s加載條件下，煤樣滲流速率、滲透率與加載速率呈正相關非線性趨勢，但滲流速率、滲透率隨著加載速率增大其變

3、化速率減小。指數函數 xk?a?bc可以更好表征加載速率與滲流速率、滲透率關系，其中a、b、c為擬合系數。該關系式中對于高含水率試件擬合度會更高。
　?。?）與高含水率試件相比，含水率煤樣的滲透率和滲流速率隨著含水率的增大。相同含水率條件下，加載速率的變化幅度越大，滲透率和滲流速率增大的幅度也越大。不同含水率下的含瓦斯煤滲透率呈現(xiàn)一定下降趨勢，且含水率與滲透率之間符合二次多項式關系，加載速率越大，擬合效果越好。
　?。?）煤

4、體初始瓦斯?jié)B流過程中聲發(fā)射信號出現(xiàn)間歇性特征，即出現(xiàn)一個密集段后緊接著一個短暫的間歇段，間歇段內的信號相比于密集度較微，整個滲流過程聲發(fā)射信號逐漸減弱。但隨著含水率的增大，初始瓦斯?jié)B流過程聲發(fā)射信號呈現(xiàn)逐漸增大趨勢。
　?。?）不同含水率條件下試件受載過程中聲發(fā)射計數率變化與應力變化趨勢幾乎一致。隨著含水率的遞增，應力峰值及聲發(fā)射累積計數呈現(xiàn)減弱趨勢。對比不同加載速率下含瓦斯煤受載過程的聲發(fā)射特征參數表明加載速率越大，試件整個過程