不同加載速率含水煤層滲透性及聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、眾所周知，我國煤礦中危害最大的災(zāi)難即煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)害,其中煤與瓦斯突出事故的危險(xiǎn)性及危害性首居其位?？刹汕埃后w原應(yīng)力處于平衡狀態(tài),但當(dāng)采動(dòng)加載時(shí)原平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵黾哟怪睉?yīng)力到超過荷載極限，同時(shí)降低水平應(yīng)力的采動(dòng)響應(yīng)過程。發(fā)生煤與瓦斯突出時(shí)產(chǎn)生變形、破裂過程中會(huì)以聲波的形式進(jìn)行傳播煤巖體內(nèi)部微裂隙結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力變化等可以作為預(yù)兆信息，本論文利用WYS-800微機(jī)控制電液伺服三軸瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置及聲發(fā)射檢測系統(tǒng)，結(jié)合水分、瓦斯及不同加載速率

2、綜合因素，改進(jìn)了加載條件及過程，除了研究力學(xué)性質(zhì)、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(nèi)容如下：
　　（1）不同加載速率下試件的應(yīng)力應(yīng)變力學(xué)特性很相似，但隨著試件加載速率的增大，軸向應(yīng)力峰值明顯降低。同時(shí)不同加載速率加載過程試件出現(xiàn)體積擴(kuò)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(guān)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(shù)函數(shù) xk?a?bc可以更好表征加載速率與滲流速率、滲透率關(guān)系，其中a、b、c為擬合系數(shù)。該關(guān)系式中對于高含水率試件擬合度會(huì)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(xiàng)式關(guān)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(gè)密集段后緊接著一個(gè)短暫的間歇段，間歇段內(nèi)的信號相比于密集度較微，整個(gè)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(jì)數(shù)率變化與應(yīng)力變化趨勢幾乎一致。隨著含水率的遞增，應(yīng)力峰值及聲發(fā)射累積計(jì)數(shù)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(shù)表明加載速率越大，試件整個(gè)過程