DOI: 10.11799/ce202602017
采动煤体渗透率演化及原位电阻率响应规律研究
彭伟1
朱晓乐2
赵洋2
叶梦琴2
于赛宇2
1.安徽理工大学 公共安全与应急管理学院,安徽 合肥 231131;安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽 淮南 2320012.安徽理工大学 安全科学与工程学院,安徽 淮南 232001
摘要：为揭示复杂采动条件下煤体变形、渗流及电性响应的协同演化机制,采用高温高压三轴渗流试验系统,设计了轴压加载与围压卸载速率比值(简称加卸比)分别为 2.5∶2、3∶2、3.5∶2 的三种采动应力路径,探究三种路径下烟煤与无烟煤的变形、渗透率及电阻率动态演化规律.结果表明:①加卸比对煤体有效应力分布及裂隙扩展行为具有显著影响.烟煤因层状结构与开放孔隙特征,在低围压阶段应变增量达41.32%～52.08%,且应变峰值随加卸比增大而升高;无烟煤因高煤化程度的致密结构,在临界应力后脆性断裂被激活,应变突增速率较烟煤提升 16.24%,呈现非线性变形响应.②无烟煤渗透率对采动扰动敏感度更高,在高加卸比路径(3.5∶2)下,渗透率增幅达7.4 倍,显著高于烟煤的增幅,表明高加卸比通过加剧裂隙扩展与贯通,可显著改善无烟煤的渗流能力.③电阻率演化可敏感反映煤体损伤累积过程,两种煤样的电阻率在采动条件下均呈指数型演化趋势.其中,无烟煤破坏时电阻率突增幅度达510%,远超烟煤的113%,揭示了其脆性储能特性导致裂隙贯通能量突释的机制;而烟煤电阻率变化受孔隙连通性主导,在加卸比 3∶2 路径下增幅达110%,验证了其作为灾害前兆信息的有效性.研究结果揭示了采动条件下应力演化与煤种差异对煤体渗流-电性的协同作用机制,为矿井动力灾害预警、瓦斯抽采及煤层气开发提供了理论依据.
关键词：采动应力渗流特性电阻率响应应力加卸载动力灾害预警
分类号：TD313(矿山压力与支护)X936(安全工程)
资助基金：国家自然科学基金(52304199)安徽省自然科学基金项目(2308085QE153)安徽高校自然科学研究项目(2022AH050812)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-23（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 136-144 )
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