新疆沙吉海煤矿侏罗系软岩气态水吸附特性实验

摘要

针对软岩巷道围岩吸水发生变形、强度劣化及失稳破坏的现象,采用新疆沙吉海煤矿煤系地层侏罗系泥岩样品开展气态水吸附特性实验研究,得到了泥岩气态水吸附特性曲线Q-t.通过非线性拟合分析,建立了泥岩的吸水特征方程,分析了气态水吸附速率的演化规律.结合电镜扫描与X射线衍射试验结果,探讨了全岩矿物、黏土矿物及微观结构等物理参数对泥岩气态水吸附特性的影响.结果表明:(1)5个泥岩样品的气态水吸附特性及变化规律相似,吸水量与吸水时间呈正相关;根据吸水特征方程求导分析,得出吸水速率与吸水时间呈负相关.(2)泥岩样品在吸水过程中速率降低,主要是由于内部孔隙壁面发生膨胀,泥岩孔隙过水通道变窄,吸水受到阻碍.(3)泥岩中含有的蒙脱石与伊/蒙混层具有强亲水性,间接造成泥岩吸附气态水能力强,其微裂隙在水及多应力场作用下扩大和贯通,进一步降低了围岩稳定性.研究结果为新疆沙吉海煤矿侏罗系地层软岩巷道的稳定性控制研究提供了理论依据.