瓦斯涌出過程煤體變形及滲透規(guī)律試驗研究
本文關(guān)鍵詞:瓦斯涌出過程煤體變形及滲透規(guī)律試驗研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:瓦斯涌出過程中,應(yīng)力狀態(tài)改變,瓦斯?jié)B流孔隙壓力變化及煤解吸瓦斯均會引起煤體變形。煤體的變形引起煤體內(nèi)孔隙、裂隙發(fā)生變化,進(jìn)而影響煤體的滲透性。研究瓦斯涌出過程煤體變形規(guī)律及滲透規(guī)律,能為探究煤與瓦斯突出等動力災(zāi)害發(fā)生機(jī)理提供重要的理論依據(jù)。論文以鐵新煤礦9#煤層制成的型煤為研究對象,利用自主研制的應(yīng)力-滲流-解吸煤體變形試驗裝置進(jìn)行了應(yīng)力作用下煤體變形試驗、應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗、應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗。試驗通過改變施加給煤樣圍壓、軸壓、孔隙壓力來探究在采動瓦斯涌出過程中應(yīng)力、滲流、解吸作用下煤體變形及滲透規(guī)律。由應(yīng)力作用下煤體變形試驗結(jié)果可知:在僅考慮煤體采動影響應(yīng)力變化時,煤體變形和所受壓力呈線性變化。由應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗結(jié)果可知:在僅考慮孔隙壓力作用時,煤體的變形隨著孔隙壓力的增加而呈二次函數(shù)增加,煤體的滲透性隨孔隙壓力的增加呈先減小后增加的趨勢;在圍壓和孔隙壓力共同作用時,煤體應(yīng)變值與孔隙壓力、圍壓之間的關(guān)系可以用ε=Ap~2+Bp+Cσ_3~2+Dσ_3+E函數(shù)表示。由應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗結(jié)果可知:在應(yīng)力、滲流、解吸共同作用下,隨著孔隙壓力的降低,煤樣不斷的縮小,且橫向應(yīng)變減小速度比縱向應(yīng)變減小的快;圍壓降低時,解吸和滲流作用引起煤體橫向變形逐漸增加,縱向應(yīng)變逐漸減;在所試驗的孔隙應(yīng)力范圍內(nèi)可以用二次函數(shù)表示應(yīng)變與孔隙壓力之間的關(guān)系;煤體的滲透率隨著孔隙壓力的降低而升高,隨著圍壓的升高而降低。通過對應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗和應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗對比分析可知:孔隙壓力與煤體解吸變形關(guān)系符合朗格繆爾方程;解吸-滲流作用下煤體的滲透率低于滲流作用煤體的滲透率,瓦斯涌出過程中煤體的滲透率會逐漸增加。
【關(guān)鍵詞】:瓦斯涌出 應(yīng)力-滲流-解吸 煤體變形 滲透規(guī)律 試驗裝置
【學(xué)位授予單位】:遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TD712
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 1 緒論11-17
- 1.1 研究背景及意義11-12
- 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
- 1.2.1 應(yīng)力作用煤體變形規(guī)律研究現(xiàn)狀12-13
- 1.2.2 滲流作用煤體變形及滲透規(guī)律研究現(xiàn)狀13
- 1.2.3 吸附-解吸作用煤體變形研究現(xiàn)狀13-15
- 1.3 研究內(nèi)容和技術(shù)路線15-17
- 1.3.1 研究內(nèi)容15
- 1.3.2 技術(shù)路線15-17
- 2 瓦斯涌出過程煤體變形理論17-23
- 2.1 瓦斯涌出過程煤體變形及滲透影響因素17
- 2.2 應(yīng)力作用下煤體變形特性17-18
- 2.3 煤體滲流變形理論18-20
- 2.3.1 煤體滲流過程基本理論18-19
- 2.3.2 滲流過程中煤體變形基本理論19-20
- 2.4 煤吸附解吸瓦斯變形理論20-22
- 2.5 本章小結(jié)22-23
- 3 瓦斯涌出過程煤體變形規(guī)律試驗研究23-47
- 3.1 試驗設(shè)備23-25
- 3.2 煤樣制備25-28
- 3.2.1 型煤質(zhì)量的確定25-26
- 3.2.2 型煤的制作過程26
- 3.2.3 試件制作及安裝26-28
- 3.3 應(yīng)力作用下煤體變形試驗28-31
- 3.3.1 應(yīng)力作用下煤體變形試驗方案28
- 3.3.2 應(yīng)力作用下煤體變形試驗步驟28-29
- 3.3.3 應(yīng)力作用下煤體變形試驗結(jié)果29
- 3.3.4 應(yīng)力作用下煤體的變形規(guī)律29-31
- 3.4 應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗31-36
- 3.4.1 應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗方案31
- 3.4.2 應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗步驟31-32
- 3.4.3 應(yīng)力-滲流作用下煤體變形試驗結(jié)果32
- 3.4.4 應(yīng)力-滲流作用下煤體的變形規(guī)律32-36
- 3.5 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗36-45
- 3.5.1 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗方案36-37
- 3.5.2 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗步驟37-38
- 3.5.3 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形試驗結(jié)果38-40
- 3.5.4 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形規(guī)律40-42
- 3.5.5 應(yīng)力-解吸作用下煤體變形規(guī)律42-45
- 3.6 本章小結(jié)45-47
- 4 瓦斯涌出過程煤體滲透規(guī)律47-56
- 4.1 應(yīng)力-滲流作用下煤體滲透規(guī)律47-51
- 4.1.1 孔隙壓力作用下煤體滲透規(guī)律47-48
- 4.1.2 圍壓作用下煤體滲透規(guī)律48-50
- 4.1.3 應(yīng)力-滲流作用下煤體變形與滲透率的關(guān)系50-51
- 4.2 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體滲透規(guī)律51-55
- 4.2.1 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體滲透規(guī)律52-53
- 4.2.2 解吸作用下煤體滲透規(guī)律53-54
- 4.2.3 應(yīng)力-滲流-解吸作用下煤體變形與滲透率的關(guān)系54-55
- 4.3 本章小結(jié)55-56
- 5 結(jié)論與展望56-58
- 5.1 結(jié)論56
- 5.2 展望56-58
- 參考文獻(xiàn)58-61
- 作者簡歷61-63
- 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集63
【參考文獻(xiàn)】
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