本文選題：采動應力 + 急傾斜�。� 參考：《煤炭學報》2017年S1期

【摘要】：針對煤礦開采過程中垂直應力集中及水平應力卸載所引起的巖體變形破壞和滲透特性等問題,運用自主研制的含瓦斯煤熱流固耦合三軸伺服滲流試驗裝置,以急傾斜煤層頂板砂巖為研究對象,開展不同靜水壓力條件下,砂巖定軸壓卸圍壓瓦斯三軸滲流試驗,研究應力集中狀態(tài)對砂巖卸圍壓破壞過程中變形規(guī)律及滲流特性的影響。得出的主要結論有:巖樣屈服階段存在一點,為巖樣卸荷由張拉破壞向壓剪破壞的轉折點,且卸荷點越接近屈服強度,巖樣卸荷破壞越突然和劇烈,巖體破碎度越高;初始圍壓(軸壓)相同時,砂巖的峰值強度隨初始軸壓(圍壓)增大而有所提高;砂巖卸荷破壞卸荷量百分比隨軸壓增大而減小,隨初始圍壓增大而增大;砂巖卸荷破壞后,峰值瓦斯流量與體積應變之間存在指數(shù)函數(shù)關系;砂巖卸荷破壞形態(tài)主要表現(xiàn)為沿層理方向的張剪混合裂縫,且微裂縫十分發(fā)育,巖樣的滲透性與裂縫的發(fā)育程度具有較好的相關性。巖體滲透性與其所處的應力狀態(tài)密切相關,開展采動應力下煤系砂巖的變形破壞規(guī)律及瓦斯流動特征研究對指導急傾斜煤層開采中瓦斯抽采鉆孔的合理布設、提高瓦斯抽采效率具有重要的理論及現(xiàn)實意義。
[Abstract]:Aiming at the problems of rock mass deformation, failure and permeability caused by vertical stress concentration and horizontal stress unloading during coal mining, the self-developed triaxial servo seepage test device for gas-bearing coal heat fluid-solid coupling is used. Taking the roof sandstone of steeply inclined coal seam as the research object, the triaxial percolation test of sandstone under different hydrostatic pressure conditions was carried out to study the influence of stress concentration state on the deformation law and seepage characteristics of sandstone during unloading confining pressure failure. The main conclusions are as follows: there is a point in the yield stage of rock sample, which is the turning point of unloading rock sample from tensile failure to compression shear failure, and the closer the unloading point is to yield strength, the more sudden and violent the unloading failure of rock sample is, and the higher the degree of rock mass fragmentation is; When the initial confining pressure (axial pressure) is the same, the peak strength of sandstone increases with the increase of initial axial pressure (confining pressure), and the percentage of unloading damage of sandstone decreases with the increase of axial pressure and increases with the increase of initial confining pressure. There is an exponential function relationship between peak gas discharge and volume strain, and the failure form of sandstone unloading is mainly composed of tensile and shear mixed fractures along the bedding direction, and the micro-fractures are well developed. There is a good correlation between the permeability of rock samples and the degree of fracture development. The permeability of rock mass is closely related to the stress state in which the rock mass is located. The study of deformation and failure law and gas flow characteristics of coal-bearing sandstone under mining dynamic stress can guide the reasonable arrangement of gas drainage boreholes in steep coal seam mining. It is of great theoretical and practical significance to improve the efficiency of gas drainage.
【作者單位】： 重慶大學煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室;重慶大學資源及環(huán)境科學學院;
【基金】：國家自然科學基金應急管理資助項目(51474258);國家自然科學基金重點資助項目(51434003)
【分類號】：TD313;TD712

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