准确地掌握煤体吸附甲烷后的力学性能的影响是研究和预防煤与瓦斯突出灾害的重要前提。对云南滇东雨汪煤矿一井C2和C3煤层进行分析,采用三轴压缩实验研究了在不同甲烷吸附平衡压力和围压下不同因素对煤体力学特性的影响。研究表明:当吸附平衡压力一定时,煤样的抗压强度、弹性模量及最大应变均与围压呈正相关;当围压一定时,煤样的抗压强度、弹性模量及最大应变均与围压呈负相关;在相同的吸附平衡压力下,随着围压的增大,煤样纵波波速呈不断上升的趋势,且纵波波速增大的幅度不超过5%;在相同的围压条件下,随着吸附平衡压力的增大,煤体体积不断膨胀,导致纵波波速呈不断下降的趋势,且纵波波速增大的幅度达到10%左右;在任何应力组合实验条件下,高阶煤强度和弹性模量的降低量都要比低阶煤大。研究成果为瓦斯灾害防控提供了必要的理论支撑。

国家油气田开发重大专项(2016ZX05068);华能集团总部科技项目(HNKJ21-HF07)

赵清全,孙福龙,周文斌,等.甲烷吸附对煤体三轴力学性能的影响试验研究[J].建井技术,2024,45(6):57-63.