三轴压缩下含瓦斯煤的能耗与渗流特性研究

发布时间：2019-01-09 17:23

【摘要】：以重庆松藻同华矿K3煤层制备的煤样为研究对象,利用自主研制的渗流装置,进行了不同围压和瓦斯压力下煤样的三轴压缩试验,并应用能量积聚与耗散的方法,研究了煤样在压缩过程中的能耗特征和渗流特性。结果表明:三轴压缩破坏过程中,含瓦斯煤样存在着能量积聚与耗散。煤样以弹性应变能的形式吸收并储存能量;荷载达到峰值时,煤样储存的弹性应变能在瞬间释放转化为耗散能,成为煤样破坏的源动力。围压和瓦斯压力对煤样的能耗特征有较大影响,随着围压增加,煤样吸收的总能量、储存的弹性应变能和耗散能均会增加;随着瓦斯压力增加,煤样吸收的总能量及耗散能呈现缓慢的增加,储存的弹性应变能呈逐渐下降趋势。围压和瓦斯压力对煤样的渗透性亦有较大影响。应力达到峰值前,随着围压的增加,煤样的渗透性逐步减小;随着瓦斯压力的增加,煤样的渗透性则呈增加的趋势。研究结果可为煤与瓦斯突出的防治和瓦斯抽采提供参考。
[Abstract]:Taking the coal samples prepared from K3 coal seam of Songzao Coal Mine in Chongqing as the research object, the triaxial compression tests of coal samples under different confining pressures and gas pressures were carried out by using the self-developed percolation apparatus, and the methods of energy accumulation and dissipation were applied. The energy consumption and percolation characteristics of coal samples during compression are studied. The results show that in the process of triaxial compression failure, there is energy accumulation and dissipation in gas-bearing coal samples. The coal sample absorbs and stores energy in the form of elastic strain energy, and when the load reaches its peak value, the elastic strain energy stored in coal sample is released into dissipative energy, which becomes the source power of coal sample failure. Confining pressure and gas pressure have great influence on the energy consumption characteristics of coal sample. With the increase of confining pressure, the total energy absorbed by coal sample, the elastic strain energy and dissipation energy stored in coal sample will increase. With the increase of gas pressure, the total energy and dissipation energy of coal samples increase slowly, and the elastic strain energy of coal samples decreases gradually. Confining pressure and gas pressure also have great influence on the permeability of coal sample. Before the stress reaches the peak value, the permeability of coal sample decreases gradually with the increase of confining pressure, and the permeability of coal sample increases with the increase of gas pressure. The results can provide reference for prevention and control of coal and gas outburst and gas drainage.
【作者单位】： 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室;重庆大学资源及环境科学学院;
【基金】：国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2011CB201203) 国家自然科学基金项目(No.51174241,No.51204217)
【分类号】：TD712

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2405909