煤層群保護(hù)層開(kāi)采影響范圍內(nèi)的煤層會(huì)受不同煤層的采動(dòng)應(yīng)力影響,煤層在開(kāi)采前可能已經(jīng)經(jīng)歷了不同強(qiáng)度采動(dòng)影響的反復(fù)加卸。本文綜述了現(xiàn)有煤炭開(kāi)采應(yīng)力路徑變化規(guī)律的研究。在已有的保護(hù)層開(kāi)采影響應(yīng)力路徑和被保護(hù)層煤體應(yīng)力分布規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出了煤層群多保護(hù)層開(kāi)采情況下,不同應(yīng)力集中系數(shù)的采動(dòng)影響強(qiáng)度循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑。在此基礎(chǔ)上,實(shí)驗(yàn)中鉆取煙煤煤樣,并在自制的受載煤體注氣驅(qū)替瓦斯測(cè)試儀開(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)理論分析等方法,以上保護(hù)層工作面開(kāi)采引起的煤層群循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑為基礎(chǔ),研究分析了高應(yīng)力集中重復(fù)采動(dòng)應(yīng)力作用下裂隙結(jié)構(gòu)的微觀表征。本文探究了采動(dòng)應(yīng)力影響過(guò)程中重復(fù)采動(dòng)過(guò)程中,采動(dòng)循環(huán)次數(shù)有效應(yīng)力和孔隙壓力與滲透率之間的關(guān)系,以及不同應(yīng)力參數(shù)對(duì)煤體滲流敏感性的影響規(guī)律。主要取得了以下研究成果:（1）循環(huán)加卸載實(shí)驗(yàn)前后煤體裂隙分布差異較大,裂隙的閾值分割采用平均灰度值法和深度學(xué)習(xí)分割的組合方法能夠取得非常好的分割結(jié)果。并成功獲得了煤體裂隙結(jié)構(gòu)的三維模型。煤體受重復(fù)采動(dòng)應(yīng)力影響破裂前后的內(nèi)部裂隙網(wǎng)絡(luò)均具有良好的自相似性。破裂前后的裂隙網(wǎng)絡(luò)的分形數(shù)增加。（2）高應(yīng)力集中重復(fù)采動(dòng)應(yīng)力應(yīng)力路徑下,隨著保護(hù)層開(kāi)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

不同軸向和圍壓應(yīng)力的應(yīng)力路徑[17]

1緒論3圖1-1不同軸向和圍壓應(yīng)力的應(yīng)力路徑[17]Figure1-1Stresspathsforunequalaxialandconfiningstresses圖1-2恒壓和卸載圍壓試驗(yàn)加載路徑[18]Figure1-2Loadingpathsforbothconstantandunloadingconfiningpressuretests圖1-3不同開(kāi)采方式下的加載方案[19]Figure1-3Loadingschemesunderdifferentmininglayouts圖1-4采動(dòng)影響下保護(hù)層的應(yīng)力路徑[20]Figure1-4Thestresspathoftheprotectedlayerundertheinfluenceofmining然而工作面下部煤層滲透性受應(yīng)力路徑變化對(duì)煤炭開(kāi)采影響較小，因此所受關(guān)注較少。但近年來(lái)，隨著礦井瓦斯綜合開(kāi)發(fā)利用關(guān)注度越來(lái)越高，相關(guān)研究也陸續(xù)展開(kāi)。煤層群多保護(hù)層卸壓相較于單一煤層卸壓應(yīng)力路徑更為復(fù)雜多變[21]。由于煤層群多個(gè)工作面推進(jìn)影響，煤層所受的應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際是加載-卸載的周期性變化，且每個(gè)周期應(yīng)力路徑各不相同[22]。保護(hù)層開(kāi)采應(yīng)力擾動(dòng)會(huì)使相近煤層產(chǎn)生明顯的卸壓及增壓區(qū)，并隨著工作面內(nèi)推進(jìn)而不斷擴(kuò)大影響范圍。而當(dāng)進(jìn)行下一煤層的開(kāi)采時(shí)同樣會(huì)重復(fù)上一過(guò)程且應(yīng)力場(chǎng)更為復(fù)雜，這使得后續(xù)開(kāi)采的部分煤層反復(fù)承受不同應(yīng)力的加卸載，煤層裂隙經(jīng)歷了生成、擴(kuò)展、壓實(shí)、拉伸、再壓實(shí)等的動(dòng)態(tài)過(guò)程。僅就加載過(guò)程而言，通常認(rèn)為隨著有效應(yīng)力的增加滲透率逐漸減小[23]。但當(dāng)煤樣處于屈服后期煤樣滲透率緩慢增加，樣品破壞后滲透性急劇增加[24-26]。而應(yīng)力卸載時(shí)，滲透率會(huì)隨有效應(yīng)力的降低而升高。DengYanli等也通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)證明了上述過(guò)程[27]。上保護(hù)層開(kāi)采的應(yīng)力路徑下，通過(guò)聲發(fā)射裝置的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，煤體受應(yīng)力影響產(chǎn)生破壞，

1緒論3圖1-1不同軸向和圍壓應(yīng)力的應(yīng)力路徑[17]Figure1-1Stresspathsforunequalaxialandconfiningstresses圖1-2恒壓和卸載圍壓試驗(yàn)加載路徑[18]Figure1-2Loadingpathsforbothconstantandunloadingconfiningpressuretests圖1-3不同開(kāi)采方式下的加載方案[19]Figure1-3Loadingschemesunderdifferentmininglayouts圖1-4采動(dòng)影響下保護(hù)層的應(yīng)力路徑[20]Figure1-4Thestresspathoftheprotectedlayerundertheinfluenceofmining然而工作面下部煤層滲透性受應(yīng)力路徑變化對(duì)煤炭開(kāi)采影響較小，因此所受關(guān)注較少。但近年來(lái)，隨著礦井瓦斯綜合開(kāi)發(fā)利用關(guān)注度越來(lái)越高，相關(guān)研究也陸續(xù)展開(kāi)。煤層群多保護(hù)層卸壓相較于單一煤層卸壓應(yīng)力路徑更為復(fù)雜多變[21]。由于煤層群多個(gè)工作面推進(jìn)影響，煤層所受的應(yīng)力狀態(tài)實(shí)際是加載-卸載的周期性變化，且每個(gè)周期應(yīng)力路徑各不相同[22]。保護(hù)層開(kāi)采應(yīng)力擾動(dòng)會(huì)使相近煤層產(chǎn)生明顯的卸壓及增壓區(qū)，并隨著工作面內(nèi)推進(jìn)而不斷擴(kuò)大影響范圍。而當(dāng)進(jìn)行下一煤層的開(kāi)采時(shí)同樣會(huì)重復(fù)上一過(guò)程且應(yīng)力場(chǎng)更為復(fù)雜，這使得后續(xù)開(kāi)采的部分煤層反復(fù)承受不同應(yīng)力的加卸載，煤層裂隙經(jīng)歷了生成、擴(kuò)展、壓實(shí)、拉伸、再壓實(shí)等的動(dòng)態(tài)過(guò)程。僅就加載過(guò)程而言，通常認(rèn)為隨著有效應(yīng)力的增加滲透率逐漸減小[23]。但當(dāng)煤樣處于屈服后期煤樣滲透率緩慢增加，樣品破壞后滲透性急劇增加[24-26]。而應(yīng)力卸載時(shí)，滲透率會(huì)隨有效應(yīng)力的降低而升高。DengYanli等也通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)證明了上述過(guò)程[27]。上保護(hù)層開(kāi)采的應(yīng)力路徑下，通過(guò)聲發(fā)射裝置的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，煤體受應(yīng)力影響產(chǎn)生破壞，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]圍巖與煤儲(chǔ)層裂隙對(duì)應(yīng)關(guān)系研究及應(yīng)用[D]. 張洲.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 2016
[3]采動(dòng)裂隙巖體應(yīng)力恢復(fù)及其滲透性演化[D]. 王文學(xué).中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]巖石流變力學(xué)特性CT試驗(yàn)研究[D]. 白駿.太原理工大學(xué) 2019
[2]基于煤巖體CT圖像裂隙三維重建及其特性研究[D]. 劉敏.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3594977