常規三軸條件下含瓦斯水合物煤體的強度特性

高 霞，孟 偉，張保勇

(1.黑龍江科技大學 建筑工程學院， 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 安全工程學院， 哈爾濱 150022)

0 引 言

煤與瓦斯突出作為一種具有極其復雜動力現象的工程地質災害[1]，其防治技術已成為國內外學者的研究熱點[2]。吳強[3-4]提出了利用瓦斯水合固化技術防治煤與瓦斯突出并通過實驗初步證實瓦斯水合物的生成降低了瓦斯壓力，提高了煤體的強度，有利于煤與瓦斯突出的防治。利用水合物技術預防煤與瓦斯突出的關鍵之一在于深入了解含瓦斯水合物煤體的力學性質。目前有關三軸壓縮條件下含瓦斯水合物煤體的強度預測模型研究工作尚未有報道，國內外部分學者對煤體強度模型進行了研究。蘇承東等[5]通過進行常規單軸、常規三軸和三軸卸圍壓實驗，分析了煤樣在不同應力條件下的變形特征，并通過Coulomb強度準則對3種應力狀態下的煤樣進行強度參數分析。左建平等[6]通過對煤-巖組合進行三軸壓縮實驗研究，分析了組合體的變形特征，并利用Coulomb、Hoek-Brown(H-B)和廣義Hoek-Brown (GH-B)強度準則對煤-巖組合體強度進行分析，討論了適應于H-B和GH-B準則參數m，s的值。尹光志等[7]通過對原煤和型煤在充大量瓦斯氣體條件下進行大量三軸壓縮實驗，得出了型煤煤樣和原煤煤樣的變形特性和抗壓強度具有規律上的共性，同時根據Coulomb強度準則，得到相同載荷條件下，煤樣三軸抗壓強度和參數c、φ值，其力學參數存在顯著差異。周哲等[8]對水-瓦斯-煤三相耦合作用下煤巖強度特性進行了理論分析，通過常規三軸壓縮強度實驗，利用Mohr-Coulomb強度破壞準則對含水瓦斯煤巖強度理論進行了驗證，得出三軸壓縮破壞實驗結果與理論值基本吻合?！?br>