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摘要
针对煤层注水防尘过程中注水压力设置不合理、注水渗流效果差等问题，采用CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法，构建了可以表征注水煤岩体内部孔裂隙结构的三维细观非均匀渗流损伤数值模型。通过对经过CT三维重构的煤岩模型进行不同注水压力的渗流损伤模拟，研究了煤层注水压力对煤样的渗流破坏、渗透率演化及声发射特性变化的影响；并通过对重构的煤岩模型进行缩放处理，研究了煤岩尺寸对煤样的渗流破坏和声发射变化的影响。研究结果表明：在煤样微观裂隙扩展过程中，随着注水压力的递增，煤样损伤单元数、渗流运动的渗流场分布范围、渗透率、声发射数目和能量总体呈上升趋势，局部范围内有波动发生，发生波动的原因是由于渗流运动的渗流场与煤样裂隙内部应力场发生临界反应，致使煤样破坏单元位置发生改变；煤样渗透率由3.82×10-5μm2上升至0.314μm2，孔隙率由5.45%上升至48.45%，揭示了煤岩体裂隙总体上随注水压力增大而不断扩展贯通，局部上随注水压力增大而扩展趋势有所下降的影响规律；随着煤样尺寸的增加，注水破坏后煤样的孔隙率呈现先下降后逐渐平稳的趋势，声发射特性变化趋势正好与之相反，表明煤样的尺寸对注水煤岩渗流破坏有显著影响，但当煤样尺寸超过40 mm时，煤样尺寸对注水煤岩渗流破坏的影响趋于稳定。CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法能够有效模拟注水煤岩的裂隙渗流扩展行为。
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