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基于工业CT扫描的瓦斯压力影响下含瓦斯煤裂隙动态演化特征

2021-12-09王登科魏建平张宏图姚邦华付建华赵立桢

煤炭学报 2021年11期

王登科,张 航,魏建平,4,吴 岩,张宏图,4,姚邦华,4,付建华,赵立桢

(1. 河南理工大学 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南 焦作 454000;2.安徽理工大学 深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;3. 河南理工大学 安全科学与工程学院,河南 焦作 454000;4. 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心,河南 焦作 454000;5. 郑州煤炭工业(集团)有限责任公司,河南 郑州 450000)

随着浅部资源的逐渐枯竭,深部煤矿开采俨然趋于常态,受深部地应力和瓦斯压力的升高影响,顶底板事故、煤与瓦斯突出、冲击地压及复合型煤岩动力灾害日益严重[1-3]。煤具有复杂的孔裂隙网络特征,瓦斯气体以游离态和吸附态2种方式赋存在煤层孔裂隙中,在外荷载和环境作用下,含瓦斯煤体新裂隙的萌生发育和原始裂隙的扩展贯通会导致煤体失稳破坏进而造成事故灾害的发生。因此,探究不同瓦斯压力条件下受载煤体破坏过程中微观裂隙动态演化特征及其规律,可为研究煤岩瓦斯复合动力灾害发生机理提供依据,对矿井瓦斯灾害防治和保护我国煤矿安全开采具有重大的现实意义。

瓦斯气体会影响煤岩体的微观结构,对此徐佑林等[4]利用核磁共振技术对不同压力条件下吸附瓦斯特性及煤体孔裂隙结构变化特征进行研究,结果表明,煤体孔隙度会随瓦斯压力的增加而增大,瓦斯气体会促使煤体产生新的孔隙,进而相互连通形成裂隙。……

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