气体性质和孔隙压力对煤体微裂隙扩展的影响

作     者：王登科 庞晓非 魏建平 张宏图 姚邦华 位乐 郭玉杰 袁明羽 唐家豪 WANG Dengke;PANG Xiaofei;WEI Jianping;ZHANG Hongtu;YAO Banghua;WEI Le;GUOYujie;YUAN Mingyu;TANG Jiahao

作者机构：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 河南理工大学安全科学与工程学院河南焦作454000 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 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第2期

页      面：183-192页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52174174) 河南省高等学校重点科研项目计划基础研究专项资助项目(21zx004) 河南理工大学创新型科研团队计划资助项目(T2022-1) 

主　　题：气体压力 微裂隙 裂隙扩展 工业CT扫描 吸附劣化 

摘      要：利用工业CT扫描系统,观测不同气体压力条件下煤体内部微裂隙萌生扩展特点,为揭示煤层瓦斯流动产出控制因素提供新的依据。结果表明:非吸附性气体作用下,随孔隙压力的升高,煤体内部微裂隙的萌生和扩展愈加明显,裂隙体积和裂隙面积百分比增长率随之逐渐减小,符合气体压力影响下的裂隙扩展方程,微裂隙扩展主要受控于应力集中效应和煤基质收缩效应。吸附性气体作用下,随吸附时间的延长,煤体内部微裂隙的萌生和扩展则越来越显著,直至扩展平衡;裂隙体积和裂隙面积百分比增长率随之逐渐变小,符合吸附时间影响下的裂隙扩展方程;裂隙扩展主要受应力集中效应、煤基质收缩效应、蚀损作用和劣化机制影响;吸附压力越大,煤体所需的吸附平衡时间愈长;微裂隙扩展平衡时间长于气体吸附平衡时间,裂隙扩展具有明显的滞后性。