含瓦斯砂岩卸围压变形特征与渗透规律试验研究

• 作者: 张东明 张先萌 白鑫 郑彬彬 齐消寒
• 来源期刊: 岩土力学
• 关键词: 采矿工程 瓦斯 砂岩 卸围压 渗透率模型
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 基础理论与实验研究
• 页码范围: 3475-3483,3490
• 页数: 10页
• 分类号: TU454
• 语种: 中文
• DOI: 10.16285/j.rsm.2017.12.011

摘要

为研究含瓦斯砂岩卸荷破坏过程中的变形及渗流规律,采用自主研发的含瓦斯煤热-流-固耦合渗流伺服试验系统,开展了不同围压和相同瓦斯压力条件下的卸围压渗流试验,建立了基于应变指标的瓦斯渗流模型.得出的主要结论有:(1)含瓦斯砂岩破坏表现出明显的脆性特征,峰值应力点后瞬间,应力、应变及流量均出现突跳;(2)应力-应变及渗透率变化呈现明显的阶段性特征:孔隙、微裂隙压密及弹性变形阶段(Ⅰ、Ⅱ阶段),砂岩渗透性为0;卸荷屈服阶段(l阶段),产生新的损伤,渗透性小幅增加;卸荷破坏应力跌落阶段(V阶段),应力突降,应变陡增,裂隙贯通后渗透性陡增,是渗透性主导阶段;破坏后阶段(V),应力、应变及流量变化均趋于稳定;(3)含瓦斯砂岩破坏阶段,受气体压力和泊松效应影响,使径向应变和体积应变远大于轴向应变;(4)含层理砂岩卸荷破坏形式以产生沿层理面方向的张剪混合裂缝为主.基于Kozeny-Carman方程和裂隙流理论,建立了应变相关渗透率模型,揭示了含瓦斯砂岩损伤破坏渗流机制,对研究瓦斯突出、及在破断岩体中的运移规律及抽采孔优化设计等具有借鉴意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张东明		63	1237	18.0	34.0
3	张先萌		6	32	3.0	5.0
5	齐消寒		7	59	4.0	7.0
7	郑彬彬		5	19	3.0	4.0