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1、煤岩渗透率论文：石门揭煤围岩体塑性区形成的特征及瓦斯抽采布孔参数的研究【中文摘要】本文以南桐煤矿6号煤层采掘工作面煤岩为研究对象,通过现场取样进行室内试验,研究了有效应力和吸附效应对煤岩渗透率的影响规律;同时通过理论分析和数值模拟,对石门揭煤断裂破坏区域进行了预测;建立了有限变形下的煤岩固气动态耦合模型,通过分析穿层钻孔瓦斯抽采的特点及瓦斯流动规律,结合石门揭煤断裂破坏区域的预测,对穿层预抽瓦斯的布孔参数进行了优化,得到了较好的结果。根据上述研究,得到主要结论如下:①通过现场取样和型煤试件的加工,进行了室内试验,
2、获得了煤岩渗透率随着有效应力和吸附效应的变化规律。煤岩的渗透率是随着有效应力增大而减小,这是由于有效应力的增大压缩了煤岩裂隙,导致渗流通道的减小。煤岩吸附气体后煤基质将发生膨胀,煤岩裂缝开度减小,使得煤岩的渗透率会减小。②根据岩石失稳的强度准则,以及应用于煤岩试件上的验证,得到了煤岩的断裂破坏准则。给出了岩体断裂破坏区域的划分方法,引入了岩体稳定系数R,得出R≥1时,岩体未破坏,反之则岩体被破坏。通过对石门揭煤断裂破坏区的数值模拟得出:石门揭煤断裂破坏区的形成是一个动态演化的过程,随着石门巷道工作面离煤层越近,断
3、裂破坏区的面积越大,当石门巷道工作面距离煤层一定距离时,工作面也开始出现破坏的痕迹。③建立了考虑煤岩孔隙率与渗透率的动态变化的固气动态耦合模型;通过模型分析,获得了石门揭煤预抽瓦斯钻孔周围的瓦斯压力、孔隙率和渗透率的变化规律.结合石门揭煤弹塑性区域的形成特点通过计算得出了穿层瓦斯钻孔抽采的最优设计参数。【英文摘要】TakingtheuncoveringcoalincrosscutofnantongNo.6astheexperimentspecimen,throughlaboratoryexperimentsbyf
4、ieldsampling,theruleshowtheeffectivestressanddifferentgasadsorptioninfluencedthecoalpermeabilitywerefoundout.Atthesametimethroughthenumericalanalysisandtheoreticalanalysis,fractureofuncoveringcoalincrosscutregionswerepredicted,andestablishedthefinitedeformati
5、onofthecoalrockofsolid-gascouplingmodel.Throughcarefulanalysisofdrillingdrainagecharacteristicsandthelawofgasflow,andsomelaboratoryexperiments,thechangelawoftheparametersofmethaneextractionwereeduced。Tosumup,themainresearchresultsandconclusionsofthispaperarea
6、sfollows:①Throughlaboratoryexperimentsbyfieldsampling,theruleshowtheeffectivestressanddifferentgasadsorptioninfluencedthecoalpermeabilitywerefoundout.Thecoalpermeabilityandeffectivestresshasanegativecorrelation.Thereasonisthattheeffectivestressincreasingcompr
7、essesthecoalrockcracksothattheseepagechannelsarereduced.Thecoalmatrixwillswellbyadsorbinggasessoastheopeningsoffracturebecomesmall,andthenthecoalpermeabilityislowered.②Givingtherockfailurecriterion,andapplyingtothecoalrockspecimenvalidation,obtainingthefractu
8、refailurecriterionofcoal.IntroducingtherockmassstabilitycoefficientR,whenR≥1,rockisnotdestroyed,throughnumericalsimulationofuncoveringcoalincrosscut,researchresultsareasfollows:theregiono
