采动煤岩体渗透率演化规律与声发射特征对照实验研究

摘要

为了深入研究近距离煤层群条件下卸压煤岩层瓦斯抽采和瓦斯运移的难易程度,揭示采动影响不同区域不同程度煤岩体的渗透率演化规律,进行了三轴应力条件下附加声发射监测的煤岩体加卸栽过程渗透率实验室实验.试验中,利用TAW-2000煤岩三轴伺服试验机对煤岩样品进行三轴加卸栽和渗透性测试,还原煤岩体原岩应力状态-采动应力集中状态-采动卸压状态-采动应力恢复状态,监测全过程中煤岩体的渗透率变化情况,并附加安装Vallen声发射仪监测全过程中煤岩试样裂隙发育程度.根据全过程中声发射和渗透率变化规律的对照实验结果,煤试验样品渗透率呈现原始状态—缓慢增大—缓慢减小—急剧增大—再缓慢减小的规律,而煤岩试验样品渗透率初始状态的变化量较小,存在一个随着贯穿性裂隙产生而突然增大的瞬间变化.通过上述实验研究结果分析,并将煤岩体的不同应力状态再次返还回井下煤炭开采和瓦斯抽采工程现场,上层煤回采工作面后方50m范围内,其下佚卸压煤层的透气性系数最大,理论上卸压瓦斯抽采效果也最好;超出50m范围后,虽然煤层透气性较好,但由于层间岩体有可能存在的贯穿性裂隙,导致与上层煤采空区贯穿,抽采瓦斯浓度有所降低.