长期应力作用下煤体渗透特性与演化规律研究
孙珍平
中煤科工集团沈阳研究院有限公司,辽宁 抚顺 113122;煤矿灾害防控全国重点实验室,辽宁 抚顺 113122
摘要：深部煤体在瓦斯抽采过程中受到高地应力的长期影响.为探究长期应力作用下煤体的渗透特性与演化规律,建立了长期应力作用下考虑蠕变与基质-裂隙相互作用的煤体渗透率模型.通过定义内膨胀系数,反映气体吸附引起的基质膨胀变形对总体积和裂隙体积变化的贡献,并将其引入经典应力-应变本构方程中,利用基于分数阶导数瞬态脉冲法的实验数据估算了渗透率,验证了渗透率模型的准确性.研究结果表明:在长期应力作用引起的蠕变的第 1 阶段和第 2 阶段过程中,渗透率逐渐降低,这与蠕变过程中初始裂隙和孔隙逐渐被压实的物理过程相一致;与现有的各种经典模型相比,本文的渗透率模型在描述渗透率演化趋势方面表现出更好的性能;通过参数分析可知,在恒定有效体积应变条件下,较小的内膨胀系数使有效体积应变在渗透率演化中起主导作用,而较大的内膨胀系数则导致吸附膨胀应变增量在深部煤层渗透率演化中占据主导地位.
关键词：煤层渗透率蠕变与渗流基质-裂隙相互作用演化规律瓦斯抽采
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(U23A20601)国家重点研发计划(2023YFB3211000)辽宁省自然科学基金资助项目(2022-KF-23-03)辽宁省自然科学基金资助项目(2023-MS-355)
论文发表日期：2025-06-20
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：9( 33-41 )
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