分段变速加载对含瓦斯突出煤力学特性影响试验研究

为探究采动应力变化对含瓦斯突出煤力学特性的影响,利用RLW-500G煤岩三轴蠕变-渗流试验系统,对新景矿含瓦斯突出煤进行了不同围压和瓦斯压力下的常规三轴和分段变速加载力学试验。结果表明:煤样在2种应力路径下的全应力应变曲线均可分为压密、线弹性、塑性变形、应力跌落和残余应力5个阶段;随着围压的升高或者瓦斯压力的降低,煤体在2种应力路径下的强度和弹性模量均增大;相较于常规三轴,煤体在分段变速加载路径下的强度普遍增大,峰值轴向应变、峰值环向应变绝对值和峰值体积应变绝对值也普遍增大,失稳破坏瞬间应力跌落和能量释放更加剧烈。Mohr-Coulomb强度准则仍然适用于分段变速加载条件下的含瓦斯突出煤,该研究对于认识煤与瓦斯突出的发生机制具有一定的指导意义。

含瓦斯煤加载损伤及渗透特性试验研究

为加深对含瓦斯煤损伤与渗透特性认识,对新景矿含瓦斯原煤进行了不同瓦斯压力下的常规三轴加载和分段变速加载力学-渗透-声发射同步试验。试验结果表明:两种应力路径下,含瓦斯煤在加载破坏过程中的偏应力和渗透率随加载时间的变化均包含5个阶段,其声发射计数、能量、累计计数和累计能量随加载时间变化均包含4个阶段。分段变速加载条件下含瓦斯煤的力学与渗透特征参数对加载时间的响应相比声发射特征参数对加载时间的响应有一定的迟滞性。与常规三轴加载相比,分段变速加载条件下的声发射参数随加载时间的响应规律与实际采动条件下煤与瓦斯突出发生前兆规律更为吻合。该研究对于认识煤与瓦斯突出发生机理,指导煤与瓦斯突出防治具有一定的现实意义。