矿业安全与环保

作者：张士岭

关键词：采掘应力, 超静瓦斯压力, 有效应力, 支承压力, 体积压缩系数

为研究采掘应力作用下工作面煤体瓦斯压力的变化规律，借鉴土力学渗流固结模型，设计了一种由钢筒、活塞、弹簧组成的试验装置，形象地模拟采掘应力作用下瓦斯和煤体骨架的受力过程及相互作用，进而提出超静瓦斯压力与超静瓦斯压力系数。通过对轴对称应力状态下瓦斯和煤体骨架的应力、体积应变及相互关系进行理论分析，结合井下煤体采掘应力分布规律，得出超静瓦斯压力与支承压力的关系式。研究结果表明：超静瓦斯压力不同于静瓦斯压力，其是由采掘应力引起的瓦斯压力增量。采掘应力刚发生时，超静瓦斯压力达到最大，随着渗流的进行，超静瓦斯压力不断消散，附加应力逐步转移到煤体骨架上, 煤体有效应力增大。超静瓦斯压力与煤体支承压力呈正比关系，比例系数即为超静瓦斯压力系数，其与煤体骨架体积压缩系数呈正比关系，与孔隙率、瓦斯体积压缩系数呈反比关系。

来源：2021年第6期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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