煤炭工程

作者：彭　伟,朱晓乐,赵　洋,叶梦琴,于赛宇

单位：1.安徽理工大学公共安全与应急管理学院，安徽 合肥 2311312.安徽理工大学安全科学与工程学院，安徽 淮南 232001

关键词：采动应力,渗流特性,电阻率响应,应力加卸载,动力灾害预警,

为揭示复杂采动条件下煤体变形、渗流及电性响应的协同演化机制，采用高温高压三轴渗流试验系统，设计了轴压加载与围压卸载速率比值（简称加卸比）分别为2.5∶2、3∶2、3.5∶2的三种采动应力路径，探究三种路径下烟煤与无烟煤的变形、渗透率及电阻率动态演化规律。结果表明：①加卸比对煤体有效应力分布及裂隙扩展行为具有显著影响。烟煤因层状结构与开放孔隙特征，在低围压阶段应变增量达41.32%~52.08%，且应变峰值随加卸比增大而升高；无烟煤因高煤化程度的致密结构，在临界应力后脆性断裂被激活, 应变突增速率较烟煤提升16.24%，呈现非线性变形响应。②无烟煤渗透率对采动扰动敏感度更高，在高加卸比路径（3.5∶2）下，渗透率增幅达7.4倍，显著高于烟煤的增幅，表明高加卸比通过加剧裂隙扩展与贯通，可显著改善无烟煤的渗流能力。③电阻率演化可敏感反映煤体损伤累积过程，两种煤样的电阻率在采动条件下均呈指数型演化趋势。其中，无烟煤破坏时电阻率突增幅度达510%，远超烟煤的113%，揭示了其脆性储能特性导致裂隙贯通能量突释的机制；而烟煤电阻率变化受孔隙连通性主导，在加卸比3∶2路径下增幅达110%，验证了其作为灾害前兆信息的有效性。研究结果揭示了采动条件下应力演化与煤种差异对煤体渗流-电性的协同作用机制，为矿井动力灾害预警、瓦斯抽采及煤层气开发提供了理论依据。

来源：2026年第2期

《煤炭工程》期刊编辑部

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