煤炭工程

作者：董凤宝

单位：新矿内蒙古能源有限责任公司, 内蒙古 鄂尔多斯　016299

关键词：塑性流动 , 循环加卸载 , 渗透率 , 模拟退火算法 , 三维裂隙重构 , 突水灾害 , 围压效应,

针对煤矿开采中煤柱因反复加卸载失稳而诱发的突水灾害问题，以长城一矿煤样为研究对象，通过不同围压下的循环加卸载渗透试验，并结合三维裂隙结构模拟，对剪切屈服后煤样在全应力-应变及塑性流动阶段的渗透率演化规律及其微观机理展开研究。结果表明：①在全应力-应变过程中，煤样渗透率随轴向应变呈三阶段演化：弹性阶段因原生裂隙闭合而衰减，弹塑性阶段缓慢恢复至应力峰值时达最大，残余流动阶段则随应变持续增大而降低；②循环加卸载下，渗透率演化呈两阶段特征：卸载阶段随轴向应变减小而递增，反向加载阶段则先升后降；同一轴向应变下卸载渗透率低于加载值，形成椭圆滞回曲线，反映煤体内部不可逆损伤累积；③围压效应分析表明，随围压增大，煤样渗透率逐渐降低；④基于优化的模拟退火算法构建三维裂隙结构模型，发现围压增大导致孔隙压密、连通度降低且迂曲度增大，从微观角度阐明了渗透率的变化机理。

来源：2025年第8期

《煤炭工程》期刊编辑部

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