受载含层理煤体裂隙演化与渗流特性模拟研究

来源：中国安全科学学报杂志2017年第10期北京时间：

作者：刘佳佳, 杨明, 张俊伟, 王丹

单位：1 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 454003;；2 湖南科技大学 煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201;；3 河南理工大学 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室,河南 焦作 454003

摘要：为揭示层理构造对煤体裂隙演化与瓦斯渗流特性的影响机制,优化基于层理构造的瓦斯抽采设计,保障煤矿安全高效生产,利用RFPA2D-Flow软件,在煤体中预制斜交、垂直和平行层理裂隙面的基础上,分别对不同层理煤体的裂隙演化特征、声发射分布规律及瓦斯渗流压力场进行模拟研究,并与试验结果对比。结果表明:不同层理煤样均以剪切破坏为主,但最终破坏形态有明显差别;斜交层理煤样在3条预制层理的中间1条处破坏最明显,而垂直、平行层理煤样的抗压/拉破坏主要在预制层理裂隙面两端和周围;不同层理煤样的瓦斯渗流压力场梯度曲线均在裂隙出现的区域有明显变化,且呈波浪状分布;斜交层理煤样的模拟结果与试验结果基本吻合,验证了模拟的有效性。

关键词：层理构造,裂隙演化,渗流,声发射,数值模拟

基金资助：国家自然科学基金资助(51604101,51704099,51734007);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开放基金资助(WS2017B06);煤矿安全开采技术湖南省重点实验室开放基金资助(201502);深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室开放基金资助(G201608)。