采动煤岩卸压增透实验实验平台示意

　　煤岩的采动力学行为与常规的煤岩材料力学行为有本质不同，传统的岩石力学实验研究没能体现开采方式和工程扰动的真实影响。深部煤与瓦斯共采实践中，不同开采方式扰动下的煤岩应力场、裂隙场和渗流场行为有显著差异，但煤岩采动力学行为特征尚缺乏科学的、定量化的分析和表达。谢和平院士团队通过开展不同开采方式下煤岩采动力学实验，分析了3种典型开采方式下煤岩采动力学行为、采动裂隙展布及增透率演化规律，探索了不同开采方式下煤岩真实采动应力场、裂隙场和渗流场的特征差异。相关成果已于近期发表于《煤炭学报》2016年第11期。研究人员发现：

　　(1)不同开采方式下煤岩峰值应力、峰值应力对应的轴向应变和环向应变绝对值按照无煤柱开采、放顶煤开采和保护层开采的顺序降低，而体积应变绝对值则依次升高;煤样在模拟真实采动应力加载过程中，体积应变始终保持负值，煤岩体积不断膨胀，相同开采方式煤样峰值应力对应体积应变随瓦斯压力的增高而明显增大。

　　(2)保护层开采下煤样较大直径、面积和体积的终态孔隙裂隙比例均高于另外两种开采方式，放顶煤开采方式次之，而无煤柱开采方式煤样拥有最少量的大尺寸孔隙裂隙;不同开采方式煤岩采动微孔隙裂隙孔径分维D按照保护层开采、无煤柱开采、放顶煤开采的顺序依次下降。

　　(3)不同开采方式煤层增透率空间分布可分为3个阶段：稳定增长阶段、加速增长阶段和下降稳定阶段;保护层开采方式煤岩因采前卸压增透影响，初始孔隙裂隙发育，煤层增透率分布和量值范围明显区别于其他两种开采方式，采前卸压增透极大地提高了煤岩的渗透能力。

　　(4)不同开采方式煤层Lrise(煤层增透率激增点与工作面之间的距离)长度按照保护层开采、无煤柱开采和放顶煤开采方式顺序依次下降，确定煤层Lrise的范围和增透率空间分布有助于优化不同开采方式煤层气开采布局，对于安全、高效地开展煤与瓦斯共采实践具有重要的指导意义。

　　该项研究得到了“十三五”国家重点研究计划的资金支持。