采動覆巖卸壓瓦斯運儲通道屬性參數拓撲關系研究

趙鵬翔 ，卓日升 ，李樹剛,2,3 ，林海飛,2,3 ，常澤晨 ，賈永勇 ，金 權 ，劉元嘉

（1.西安科技大學 安全科學與工程學院, 陜西 西安 710054；2.教育部西部礦井開采及災害防治重點實驗室, 陜西 西安 710054；3.西部礦井瓦斯智能抽采工程研究中心, 陜西 西安 710054；4.新疆工程學院 新疆煤礦災害智能防控與應急重點實驗室，新疆 烏魯木齊 830023；5.新疆工程學院 新疆煤炭資源綠色開采教育部重點實驗室, 新疆 烏魯木齊 830023；6.新疆維吾爾自治區煤炭科學研究所，新疆 烏魯木齊 830091；7.新疆工程學院，新疆 烏魯木齊 830023）

0 引 言

采動卸壓瓦斯運儲的主要方式表現為瓦斯在煤巖體裂隙中進行解吸—滲流—升浮—擴散—儲集[1-2]。煤巖體滲透性受內部微細觀裂隙影響較大[3-4]，微細觀裂隙在開采擾動作用下逐漸擴展為宏觀裂隙，同時為瓦斯在煤巖體中運儲提供了通道與場所[5-6]。

早在19 世紀初期，國內外學者針對煤巖體裂隙擴展發育特征做了大量研究，同時通過開展煤巖體力學測試試驗研究了裂隙的微觀結構特征。首先，周世寧院士探討了微細觀裂隙的產生及發育機理，得到裂隙系統是構成瓦斯流動的主要通道[7]。TIEN[8]、JHA 等[9]、YASITLI 等[10-11]、XIE 等[12]、SMYTH 等[13]采用數值模擬方法，分析了煤巖體變形后應力變化規律及內部裂隙發育特征。國內學者齊慶新等[14-15]采用測窗法和鉆孔窺視相結合的方法，得到了覆巖受采動影響下的內部裂隙分布規律及演化特征。受采動影響，覆巖裂隙發生擴展、連通構成了卸壓瓦斯運儲的通道，使得煤巖層的滲透性得到改善[16]。……