破裂破碎巖樣流固耦合滲透試驗(yàn)研究.pdf

1、在煤層掘進(jìn)或回采過程中，采動(dòng)巖體會(huì)發(fā)生破裂或破碎現(xiàn)象，誘發(fā)井巷突水或煤與瓦斯突出等多種動(dòng)力災(zāi)害。根據(jù)研究方法和滲流特性，采動(dòng)巖體滲流分為破裂巖樣滲流和破碎巖樣滲流兩部分。研究采動(dòng)巖體流固耦合滲透規(guī)律，對(duì)減少礦山災(zāi)害，保障礦山安全生產(chǎn)具有重要的工程意義。
　　在破裂巖樣滲流研究方面，本文利用控制砂粒粗細(xì)的方法，通過自主研發(fā)的高度可調(diào)式煤巖試樣制備裝置（ZL：201420165076.5）制備不同孔隙度的圓形薄板試樣，使用RSM-SY

2、7超聲波循測(cè)儀測(cè)其孔隙度。在DDL600電子萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了中心受壓圓形薄板試樣彎曲變形過程中的滲透特性試驗(yàn)；研究了孔隙度對(duì)圓形薄板試樣軸向抗壓強(qiáng)度、初始滲透率的影響和對(duì)圓形薄板試樣彎曲變形過程中軸向載荷與滲流量出現(xiàn)峰值的時(shí)間差的影響；研究了圓形薄板試樣彎曲變形過程中滲透率的變化規(guī)律。結(jié)果表明：中心受壓圓形薄板試樣孔隙度較大時(shí)，其彎曲變形過程中軸向載荷 F峰值先于流量 Q峰值出現(xiàn)，反之，其流量Q峰值先于軸向載荷F峰值出現(xiàn)。
　　

3、在破碎巖樣滲流研究方面，本文通過對(duì)多種礦物成分破碎巖樣和混合破碎巖樣的滲流特性進(jìn)行試驗(yàn)研究：采用穩(wěn)態(tài)滲透法對(duì)破碎砂巖、破碎泥巖、破碎煤矸石及三種巖樣的混合樣進(jìn)行滲透試驗(yàn)，分析粒徑、有效應(yīng)力和孔隙度對(duì)破碎巖石滲透性參量的影響。結(jié)果表明：破碎巖樣隨孔隙度增加，其滲透率增大，非Darcy流β因子減??；孔隙度大于0.4左右時(shí)，滲透率增加幅度變大，而當(dāng)孔隙度小于0.35左右時(shí)，非Darcy流β因子變化較大；隨孔隙度變大，單種巖樣比混合巖樣滲透率的

4、變化幅度大，而因粒徑不同非Darcy流β因子不同。
　　采掘過程中，破碎煤巖體孔隙度受礦山壓力持續(xù)影響，若其連續(xù)減小將會(huì)使周圍流體壓力持續(xù)增加，成為誘發(fā)突水、煤與瓦斯突出等煤礦災(zāi)害的重要誘因。本文提出通過連續(xù)加載軸向位移的方式，研究孔隙度連續(xù)變化的破碎砂巖滲透特性。結(jié)果表明：孔隙度持續(xù)減小時(shí)，加速度系數(shù)和非Darcy流β因子與滲透壓差的變化曲線呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。
　　針對(duì)因試驗(yàn)儀器的限制，導(dǎo)致破裂巖樣滲流試驗(yàn)的承壓水作