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摘要
逆断层区域构造应力与地应力叠加，挤压应力形成的力学特点导致瓦斯积聚，煤体渗透率发生改变，采掘期间容易引起瓦斯涌出异常，甚至发生煤与瓦斯突出事故。为了掌握逆断层区域采动煤体渗透率演化规律，首先开展了逆断层区域采动煤体渗透率测试试验，通过应力加卸载方式模拟逆断层影响下采动煤体应力变化，得出：在峰前阶段，煤体压缩、裂隙闭合，煤体渗透率降低；峰后阶段，煤体应力达到峰值，原有裂隙扩展连通，同时产生新裂隙并出现损伤，煤体渗透率增加并达到最大值；第1组加载方案模拟工作面前方煤体应力集中系数逐渐增大条件下，M1、M2和M3煤样的渗透率分别提高了22.1%、28.0%和36.7%，第2组加载方案模拟模拟工作面前方煤体应力集中系数先增大后减小条件下，M4、M5和M6煤样的渗透率分别提高了23.6%、37.2%和20.8%。然后结合煤体渗透率试验结果，建立了逆断层影响下采动煤体渗透率表征模型，推导出煤体峰前和峰后阶段渗透率计算表达式，用瓦斯吸附/解吸造成煤体体积应变的函数来表示吸附/解吸对煤体裂隙体积的影响，从而更加准确的表征逆断层影响下采动煤体渗透率。最后将渗透率模型导入COSMOL软件，结合新春煤矿1503工作面F4逆断层现场情况进行模拟计算，得出随着与逆断层距离减小，煤体应力集中系数增大的情况下，煤体瓦斯压力和渗透率峰值均逐渐增大，容易造成瓦斯涌出异常，需要加强瓦斯浓度监测。
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单位煤矿安全技术国家重点实验室
