脉冲气压疲劳对原煤力学特性及渗透率的影响

摘要：

利用自行组装的高压气体增压系统开展了原煤煤样的脉冲气压疲劳试验,分析了脉冲次数对原煤煤样变形及渗透性的影响,并对疲劳试验前后煤样的单轴力学特性进行了对比.结果表明:煤样的应变表现出周期性变化,且在一个脉冲气压循环内,煤样体积应变表现为膨胀-收缩.随着疲劳次数增加,残余应变逐渐累积,原煤煤样的轴向应变、环向应变和体积应变均朝膨胀方向增长;在初始疲劳阶段,应变变化较大,当疲劳次数超过一定范围后,原煤煤样的应变基本趋于平衡.原煤煤样的渗透率随脉冲次数的变化与应变类似,开始阶段渗透率随着疲劳次数增加急剧提高,当超过疲劳阈值后,疲劳对煤样渗透率影响较小,其疲劳阈值为50～100.疲劳后原煤煤样的单轴力学性质与没有开展气体疲劳试验的煤样相比,抗压强度、弹性模量显著降低,分别仅为未疲劳煤样的16％和8％,峰值应变则增加了117％,且疲劳后原煤煤样表现出高度体破裂.试验表明在脉冲气压疲劳作用下,煤样内部产生了大量的微裂隙,改善了煤样的渗透率,有利于瓦斯的流动和抽采.

关键词：脉冲气压、疲劳、原煤、力学特性、渗透率

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分类号：TP028.8

资助基金：国家重点研发计划项目2016YFC0600705;国家自然科学基金项目51404250,51574219;四川省科技支撑计划项目2012FZ0124

在线出版日期：2017-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：257-264