煤体吸附瓦斯膨胀变形效应的试验研究

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• 出版年：2010
• 作者：刘延保；曹树刚；李勇；王军；郭平；徐健；白燕杰
• 单位1：重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室
• 单位2：煤炭科学研究总院重庆研究院
• 出生年：1981
• 学历：博士
• 语种：中文
• 作者关键词：采矿工程；煤与瓦斯突出；含瓦斯煤；瓦斯吸附；膨胀效应；透气性
• 起始页：2484
• 总页数：8
• 经费资助：国家自然科学基金资助项目（51074197）；重庆市科委自然科学基金计划资助项目（CSTC，2010BB6118）；重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室访问学者基金资助项目
• 刊名：岩石力学与工程学报
• 是否内版：否
• 刊频：月刊
• 创刊时间：1982
• 主管单位：中国科学技术协会
• 主办单位：中国岩石力学与工程学会
• 主编：冯夏庭
• 地址：武汉市武昌小洪山
• 邮编：430071
• 电子信箱：rock@whrsm.ac.cn
• 网址：http://www.rockmech.org
• 卷：29
• 期：12
• 期刊索取号：P478.066 357
• 数据库收录：全国中文核心期刊；湖北省优秀期刊；中国科协优秀期刊；EI核心收录期刊
• 核心期刊：全国中文核心期刊；EI核心收录期刊

摘要

为了探讨煤体吸附瓦斯产生膨胀变形效应这一特有的力学行为，利用自行研发的含瓦斯煤岩细观力学试验系统，进行不同瓦斯压力下的吸附膨胀变形试验。试验结果表明：（1）同一煤样在不同瓦斯压力下随时间的变形曲线具有相同的变化规律，煤样的应变变化率随时间逐渐减小，直至一个相对稳定值；（2）煤样的吸附膨胀变形呈各向异性，垂直于层理方向和平行于层理方向的应变整体变化趋势呈现一致性，但由于煤体内部裂隙分布差异，垂直层理方向的变形值明显大于平行层理方向；（3）煤体瓦斯吸附量与体应变量呈现较好的线性关系，以此建立考虑温度、水分、灰分和各向异性等因素的吸附膨胀变形计算方程；（4）利用吸附变形应力与制约吸附变形量的线性关系，以及吸附变形量与瓦斯压力的关系得出吸附膨胀应力计算方法；（5）煤体的吸附膨胀变形具有不可逆性，且吸附气体压力越大，其残余变形值也越大。煤体的膨胀变形效应具有重要的工程应用价值，可作为煤层突出危险性测定的辅助指标，以及应用于煤层透气性的研究。