含瓦斯软煤卸荷蠕变扩容损伤演化与渗流响应机制(BK20160253)
2017-01-13
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深部高地应力条件下软煤具有显著的蠕变特性,实施扩孔卸荷为煤体蠕变扩容提供了充分的空间,将对增透范围和瓦斯渗流特征产生重要影响。而目前有关扩孔卸荷增透的研究多从瞬态力学的观点出发,考虑软煤蠕变影响的研究较少。本项目拟以卸荷软煤蠕变扩容损伤演化及对瓦斯渗流的时效影响机制为研究主线,首先开展分级卸荷条件下的软煤蠕变-渗透性-声发射协同演化试验,获得蠕变等效塑性体积演化规律及其对渗透性的控制作用。进而研究蠕变等效塑性体积演化的能量耗散与损伤能量耗散之间的关系并定义损伤因子,分别构建基于蠕变扩容损伤因子的蠕变损伤本构方程和渗透性演化模型。最终将构建模型嵌入COMSOL Multiphysics软件开展数值模拟,研究蠕变扩容增透区域的极限范围与瓦斯渗流响应特征,揭示软煤卸荷蠕变对瓦斯渗流的时效影响机制,并进行现场验证。研究工作将有助于丰富深部高地应力条件下的软煤卸荷增透理论,能够为扩孔卸荷增透强化瓦斯抽采提供理论基础。