不同圍壓下含瓦斯氣體及水合物煤體的力學(xué)性質(zhì)

吳　強(qiáng)，　劉文新 ，　高　霞，　高　橙

(1.黑龍江科技大學(xué) 瓦斯等烴氣輸運(yùn)管網(wǎng)安全基礎(chǔ)研究國(guó)家級(jí)專(zhuān)業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 150022；2.黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院， 哈爾濱 150022； 3.黑龍江科技大學(xué) 建筑工程學(xué)院， 哈爾濱 150022)

?

不同圍壓下含瓦斯氣體及水合物煤體的力學(xué)性質(zhì)

吳強(qiáng)1,2，劉文新1,2，高霞3，高橙1,2

(1.黑龍江科技大學(xué) 瓦斯等烴氣輸運(yùn)管網(wǎng)安全基礎(chǔ)研究國(guó)家級(jí)專(zhuān)業(yè)中心實(shí)驗(yàn)室， 哈爾濱 150022；2.黑龍江科技大學(xué) 安全工程學(xué)院， 哈爾濱 150022； 3.黑龍江科技大學(xué) 建筑工程學(xué)院， 哈爾濱 150022)

為研究圍壓對(duì)含瓦斯氣體及水合物煤體的力學(xué)影響，取龍煤集團(tuán)桃山礦務(wù)局井下600 m突出煤層的型煤，利用水合固化反應(yīng)與三軸壓縮一體化實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)含瓦斯氣體及水合物型煤進(jìn)行常規(guī)三軸壓縮實(shí)驗(yàn),研究不同圍壓下兩種煤樣的力學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明：隨著圍壓增加，兩種煤樣的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系有從軟化型向硬化型轉(zhuǎn)化趨勢(shì)，水合物的生成加大了這種趨勢(shì)，提升了煤樣的黏聚力，對(duì)內(nèi)摩擦角影響不大；瓦斯壓力不變時(shí)，突出煤體試樣的抗壓強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度和變形模量都隨著圍壓的增加呈線(xiàn)性增加的關(guān)系；隨圍壓增大煤樣破壞面從徑向偏向軸向，破裂角逐漸變大。

瓦斯水合物； 含水合物煤體； 三軸壓縮； 力學(xué)性質(zhì)

0　引　言

煤與瓦斯突出是由于地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤的物理力學(xué)性質(zhì)綜合作用的結(jié)果，能夠在極短時(shí)間內(nèi)使煤體突出、瓦斯大量涌出，其巨大的動(dòng)力效應(yīng)嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)[1-2]。運(yùn)用瓦斯水合固化技術(shù)[3-5]來(lái)預(yù)防和治理煤與瓦斯突出是一種前景可觀(guān)的新思路，吳強(qiáng)等利用瓦斯進(jìn)行水合物固化實(shí)驗(yàn)，研究煤礦瓦斯水合固化規(guī)律，確定典型煤體中瓦斯水合固化相平衡參數(shù)。……