深部放顶煤开采下煤层应力场-渗流场耦合演化特征
赵洪宝1
荆士杰2
李作泉2
刘超3
张鸿伟2
侯玮4
李新潮5
1.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)新能源开发与灾害防治研究中心,北京 1000832.中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 1000833.中国矿业大学 力学与土木工程学院,江苏 徐州 2211164.河北工程大学 矿业与测绘工程学院,河北 邯郸 0560385.邯郸市牛儿庄采矿有限公司,河北 邯郸 056201
摘要：为了研究高应力区煤体在放顶煤开采方式下的应力场-渗流场的耦合演化规律,以横观各向同性下的火柴棍模型为基础,构建了由煤基质和裂隙组成的弹性系统,建立了三向应力条件下煤体渗透率演化规律模型,并结合采场应力场空间分布规律,构建煤层增透率空间分布模型.在改变围压、轴压和气体压力的条件下,将渗透率模型和室内试验结果对比,并将增透率空间分布模型与顺层抽采钻场的瓦斯抽采相关数据对比分析,结果表明:煤体渗透率随载荷与气体压力的增加而减小,并呈指数型;渗透率模型可以较好地定量描述煤体渗透率在加卸载条件下的变化,与多组试验数据的相关系数和拟合优度均大于 0.9;增透率空间分布随距离增大呈指数下降,可分成 4个阶段:原岩稳定阶段、增压降低阶段、卸压增加阶段、破坏稳定阶段;根据增透率模型和现场数据对比,煤层在卸压增加阶段和破坏稳定阶段处于增透状态,煤层增透范围Lr=55.62 m;煤层增透率模型可以较好地描述煤层增透率的空间分布规律,其与现场数据的相关系数和拟合优度均大于0.96.
关键词：横观各向同性渗透率模型增透率模型增透范围
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：中国矿业大学(北京)基本科研业务费-博士研究生拔尖创新人才培育基金资助项目(BBJ2023004)国家自然科学基金(51474220)
论文发表日期：2024-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 91-103 )
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