荷載下含瓦斯煤的變形破壞-滲流特征及機(jī)理問題的研究,是有效預(yù)防煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的關(guān)鍵問題之一。論文模擬深部煤層賦存條件,以飽含瓦斯原煤為研究對(duì)象,采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、物理模擬和理論分析等手段,運(yùn)用煤巖學(xué)、巖體力學(xué)、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)、彈性力學(xué)及表面物理化學(xué)等理論知識(shí)與方法,系統(tǒng)研究了煤體微觀結(jié)構(gòu)特征與滲透率、吸附變形與滲透率、力學(xué)變形與滲透性之間的協(xié)同響應(yīng)和時(shí)空演化規(guī)律,主要包括吸附變形特征及機(jī)理,不同力學(xué)條件含瓦斯煤的力學(xué)變形破壞特征及機(jī)理,推導(dǎo)出了理想狀態(tài)下的煤吸附變形與熱力學(xué)參數(shù)之間的計(jì)算公式,建立了高溫高壓下基于煤非均質(zhì)性的Fractal應(yīng)力-應(yīng)變-滲透率力學(xué)模型,揭示了影響含瓦斯煤的吸附性、變形破壞特征與滲透性差異的本質(zhì)原因,為進(jìn)一步研究深部煤層瓦斯動(dòng)力災(zāi)害機(jī)理提供了理論基礎(chǔ),對(duì)煤與瓦斯突出防治和煤層氣開采具有重要的指導(dǎo)意義。 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：148 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

-丨煤孔隙形態(tài)類型（引自秦勇，1994)

采用改進(jìn)的可測(cè)試滲透率的RMT —150巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行滲透率測(cè)試(圖2-6)，該設(shè)備主要包括瓦斯供給與采集裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、煤樣密封裝置等，滲透氣體為99.9%的純CH4，滲透壓力模擬采樣地點(diǎn)瓦斯壓力1.5MPa,實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的滲透率為瓦斯相對(duì)滲透率。圖2-6滲透率測(cè)試系統(tǒng)Figure 2-6 Test system of permeability26

圖2-7滲透率測(cè)試流程圖Figure 2-7 Flowchart of testing permeability2.3.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2-4所示。受地質(zhì)條件制約，煤層瓦斯賦存和流動(dòng)是非均衡的，為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)煤體結(jié)構(gòu)對(duì)滲透率的影響趨勢(shì)和滲透率的波動(dòng)范圍，在此引入煤的堅(jiān)固性系數(shù)（/)、滲透率極差（&)、滲透率變異系數(shù)（fO等指標(biāo)進(jìn)行具體分析。煤的堅(jiān)固性系數(shù)（/)是表征煤體堅(jiān)固性的指標(biāo)，國內(nèi)常用落■法來測(cè)定，測(cè)定原理是建立在脆性材料破碎時(shí)遵循面積力能學(xué)說的基礎(chǔ)上，認(rèn)為破碎煤所消耗的功J與破碎物料的表面積S成正比，表面積與顆粒直徑成反比，煤體的堅(jiān)固性可用破碎比來表示，煤體越硬，其強(qiáng)度也就越高，/值越大，反之則越小。滲透率極差⑷是指同類煤體結(jié)構(gòu)煤滲透率最大值與最小值的比值，反映滲透率的分布范圍和波動(dòng)程度，煤儲(chǔ)層均質(zhì)性越好，其值越接近1。滲透率變異系數(shù)（r)是指單層滲透率的標(biāo)準(zhǔn)差與平均滲透率之比，反映煤

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]含瓦斯煤體滲透率與煤體結(jié)構(gòu)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)[J]. 呂閏生,彭蘇萍,徐延勇.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(07)
[2]不同應(yīng)力路徑下含瓦斯煤滲透特性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 朱卓慧,馮濤,謝東海,李石林.  采礦與安全工程學(xué)報(bào). 2012(04)
[3]載荷作用下煤體變形與滲透性的相關(guān)性研究[J]. 祝捷,姜耀東,孟磊,趙毅鑫.  煤炭學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]基質(zhì)收縮效應(yīng)對(duì)含瓦斯煤滲流影響的實(shí)驗(yàn)分析[J]. 彭守建,許江,尹光志,蔣長寶,楊紅偉.  重慶大學(xué)學(xué)報(bào). 2012(05)
[5]壓汞法和氣體吸附法研究富有機(jī)質(zhì)頁巖孔隙特征[J]. 田華,張水昌,柳少波,張洪.  石油學(xué)報(bào). 2012(03)
[6]煤體強(qiáng)度對(duì)鉆屑溫度影響的試驗(yàn)研究[J]. 潘一山,徐連滿,李國臻,李忠華.  煤炭學(xué)報(bào). 2012(03)
[7]復(fù)雜應(yīng)力路徑下含瓦斯煤滲透性變化規(guī)律研究[J]. 王登科,魏建平,尹光志.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2012(02)
[8]含瓦斯煤多級(jí)式卸圍壓變形破壞及滲透率演化規(guī)律實(shí)驗(yàn)[J]. 蔣長寶,黃滾,黃啟翔.  煤炭學(xué)報(bào). 2011(12)
[9]含瓦斯煤熱流固耦合滲流實(shí)驗(yàn)研究[J]. 尹光志,蔣長寶,許江,彭守建,李文璞.  煤炭學(xué)報(bào). 2011(09)
[10]三軸應(yīng)力條件下溫度對(duì)原煤滲流特性影響的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 許江,張丹丹,彭守建,聶聞,王雷,陳宇龍.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(09)

博士論文
[1]高溫高壓三相介質(zhì)煤吸附瓦斯機(jī)理與吸附模型[D]. 劉高峰.河南理工大學(xué) 2011
[2]基于細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)的含瓦斯煤體變形破壞規(guī)律研究[D]. 劉延保.重慶大學(xué) 2009
[3]煤與瓦斯突出的耦合災(zāi)變機(jī)制及非線性分析[D]. 趙志剛.山東科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3491489