三轴应力下胶结破碎煤岩体渗流稳定性

三轴应力下胶结破碎煤岩体渗流稳定性

论文摘要

岩块间胶结结构的破坏是陷落柱诱发煤矿突水事故的重要因素之一。为研究胶结破碎煤岩体在三轴承压下的渗流稳定性,分别制作10组含有不同级配结构的煤样,利用自主设计的三轴渗流试验系统对胶结破碎煤岩体的渗透率k、非Darcy流β因子和失稳临界值进行试验测定。结果表明:1)不同Talbot指数n所对应的胶结破碎煤岩体孔隙结构不同,承压变形时其渗透率与有效应力满足函数关系:k=aebσc,说明快速压密阶段主要影响的是初始孔隙率,后续结构重调整阶段骨架颗粒发生了剥落、破碎;2)当渗透率k下降到10-10m2以下、或非Darcy流β增加到106m-1时,都会引起渗流系统失稳,说明两者数量级的改变可诱发β因子突变到负值,其符号的变化可作为煤岩体渗流失稳的临界条件;3)高应力水平状态下,60%的级配结构在渗流过程中均出现失稳阶段,说明渗流参数是否满足βk2<3.90×10-12m3,可作为预测煤矿突水事故的重要依据。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张天军,庞明坤,彭文清,刘楠,黄耀光

关键词: 级配,陷落柱,破碎煤岩,非流因子,渗流失稳

来源: 采矿与安全工程学报 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治

单位: 西安科技大学理学院,西安科技大学安全科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金项目(51774234,51874234,51604214)

分类号: TD745

DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2019.04.024

页码: 834-840+847

总页数: 8

文件大小: 1637K

下载量: 214

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