三轴应力下原煤吸附CH4/N2变形时空特性

作者：林海飞; 季鹏飞^*; 孔祥国; 李树刚; 陈晨; 杨送瑞

来源：中国矿业大学学报. 自然科学版, 2023, 52(02): 314-328.

DOI：10.13247/j.cnki.jcumt.20210766

• 三轴应力
• 注气压力
• 二元混气
• 吸附变形
• 时空特性

为深入研究受载煤体与CH4/N2相互作用时的变形时空特性，开展了三轴应力加载下原煤吸附CH4/N2及其二元混气时的吸附量与吸附变形动态测试试验.结果表明：恒定三轴应力下，原煤对CH4的吸附能力大于N2;二元混气吸附量介于纯气体吸附量之间.三轴应力下原煤吸附膨胀变形存在各向异性.不同注气压力下，原煤轴向/环向应变随吸附时间整体呈现相同演化规律，注气端轴向应变可划分为5个阶段，煤样中部、排气端轴向/环向应变均可划分为3个阶段.相同注气压力下，原煤吸附气体时各测点轴向应变由负转正时间由长到短的顺序为：CH4,CH4/N2混气，N2.原煤吸附CH4,N2,CH4/N2混气时，轴向/环向应变随吸附量增加依次呈指数函数、一元一次函数、一元二次函数增长.三轴应力加载后，原煤轴向/环向初始应变呈两端小中间大分布；三轴应力下原煤吸附CH4时膨胀变形能力较强，煤体表面自由能降低量大，煤体强度削减明显，越易发生变形破坏.

• 单位
  西安科技大学