分段變速加載對含瓦斯突出煤力學(xué)特性影響試驗研究*

辛程鵬，張　翔，杜　鋒，劉義磊

(1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)　共伴生能源精準(zhǔn)開采北京市重點實驗室，北京 100083；2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)　資源與安全工程學(xué)院，北京 100083；3.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院　礦業(yè)工程學(xué)院，貴州 畢節(jié) 551700)

0　引言

煤炭開采過程中，在支承壓力的作用下，工作面前方煤體的三向應(yīng)力狀態(tài)會發(fā)生連續(xù)變化，導(dǎo)致這部分煤體發(fā)生連續(xù)變形與損傷。工作面開采方式和推進(jìn)速度會對工作面前方煤體的應(yīng)力集中和變形損傷產(chǎn)生很大影響，在采動應(yīng)力很大，工作面推進(jìn)速度過快的情況下，甚至有可能導(dǎo)致煤與瓦斯突出事故的發(fā)生。工作面開采方式和推進(jìn)速度能夠用煤巖三軸加載試驗中的不同應(yīng)力路徑(加卸載方式與加卸載速率)進(jìn)行表征[1]，因此研究不同應(yīng)力路徑下的煤巖力學(xué)與變形特性對煤巖動力災(zāi)害防治具有實際意義，對煤與瓦斯突出的防治具有一定的指導(dǎo)作用。

國內(nèi)外學(xué)者對不同應(yīng)力路徑下煤巖的力學(xué)與變形損傷特性進(jìn)行了大量研究。趙洪寶等[2]在單軸壓縮條件下對含瓦斯型煤進(jìn)行了力學(xué)特性，試驗研究，指出其全應(yīng)力應(yīng)變曲線分段明顯，單軸壓縮下體積應(yīng)變與應(yīng)力關(guān)系曲線較復(fù)雜，瓦斯增加了煤巖破壞的脆性；李海濤等[3]對煤樣進(jìn)行了不同加載速率的單軸壓縮力學(xué)試驗，指出其強(qiáng)度隨加載速率增加呈現(xiàn)先升高再降低現(xiàn)象，存在“最優(yōu)”加載速率使其強(qiáng)度達(dá)到最大值；尹小濤等[4]通過分析不同加載速率單軸加載條件下巖石的力學(xué)特性研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加載速率對巖石強(qiáng)度有重要影響，且隨著加載速率增加，巖石彈性模量會增大，破壞強(qiáng)度會增大；劉愷德和劉泉聲[5-6]在高應(yīng)力環(huán)境下對含瓦斯原煤進(jìn)行了常規(guī)三軸加載力學(xué)試驗研究，指出高應(yīng)力下，隨著圍壓升高，含瓦斯煤強(qiáng)度表現(xiàn)出線性增大趨勢，煤樣破壞以剪切破壞為主，高應(yīng)力下含與不含瓦斯原煤的脆延性破壞機(jī)制不同；尹光志和許江[7-9]研究了復(fù)合加卸載條件下含瓦斯煤的力學(xué)特性與滲流特征，指出不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學(xué)特性表現(xiàn)各異，加卸載煤樣的承載強(qiáng)度小于常規(guī)三軸加載煤樣強(qiáng)度；薛東杰等[10]在不考慮瓦斯壓力作用下，在不同加載模式和不同加載速率條件下對原煤進(jìn)行了三軸加卸載力學(xué)試驗，指出應(yīng)力偏量是造成試件吸收能量密度提高的原因，是破壞產(chǎn)生本質(zhì)原因，受控于圍壓臨界值；馬海峰等[11]對型煤進(jìn)行了增軸壓降圍壓力學(xué)試驗，模擬不同推進(jìn)速度條件下煤巖體的采動力學(xué)行為，指出在圍壓卸載速率相同時，隨著軸壓加載速率增加，煤體強(qiáng)度、軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變有擴(kuò)大變化趨勢。但是，根據(jù)礦壓理論，采掘工作面前方煤體承受集中應(yīng)力區(qū)的空間位置隨著工作面的持續(xù)向前推進(jìn)會向煤體深處慢慢延伸。隨著工作面推進(jìn)，部分原始應(yīng)力區(qū)會慢慢演變?yōu)榧袘?yīng)力區(qū)，其煤體承受軸壓會慢慢升高，在達(dá)到峰值應(yīng)力前，采動應(yīng)力增長總體上呈現(xiàn)先慢后快的特征，可以簡化為一個分段變速加載的過程。而上述研究大多是對不同加載速率下的煤巖力學(xué)與變形特性進(jìn)行研究，同時考慮分段變速加載條件和瓦斯壓力對突出煤力學(xué)行為和變形破壞特征的研究報道相對較少。

因此，本文擬根據(jù)工作面前方煤體采動軸向應(yīng)力演化規(guī)律，設(shè)計針對含瓦斯突出煤的常規(guī)三軸加載和分段變速加載力學(xué)試驗，分析分段變速加載應(yīng)力路徑下含瓦斯突出煤的力學(xué)響應(yīng)特性與變形特征，對于認(rèn)識煤與瓦斯突出的發(fā)生機(jī)制具有一定的指導(dǎo)意義。

1　試驗裝置與試驗方案

1.1　試驗裝置

本試驗采用RLW-500G煤巖三軸蠕變-滲流試驗系統(tǒng)，如圖1所示。主要由三軸蠕變試驗機(jī)和瓦斯吸附-解吸-滲流試驗系統(tǒng)組成，主要用于煤巖材料在不同載荷和不同溫度環(huán)境條件下的物理力學(xué)特性試驗研究，試驗最大軸壓500 kN，最大圍壓50 MPa，可進(jìn)行煤巖的單軸和三軸壓縮試驗、蠕變試驗，軸向循環(huán)加、卸載實驗，孔隙水(氣)滲流實驗，配置高、低溫控制系統(tǒng)，可以做到試驗試件進(jìn)氣端、出氣端和三軸壓力室的氣體溫度保持一致，避免因溫度不同引起氣體流量測量誤差。

圖1　煤巖三軸蠕變-滲流特性試驗系統(tǒng)Fig.1　Coal and rock triaxial creepage-seepage test system

1.2　試樣準(zhǔn)備

本試驗煤樣取自陽泉市新景礦15號突出煤層某工作面，在實驗室將保鮮膜包好的煤塊用巖石取芯機(jī)取芯并打磨，制成直徑Φ50mm×100 mm的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體原煤試件，將試件端面平整度控制在0.05 mm之內(nèi)。

1.3　試驗方案

為了更接近采掘工作面前方煤體所處的軸向應(yīng)力變化狀態(tài)，本試驗提出了分段變速加載應(yīng)力路徑，并設(shè)計了常規(guī)三軸加載應(yīng)力路徑作為對照組，開展了2種應(yīng)力路徑下的三軸加載試驗，本試驗所用瓦斯氣體為CO2，具體試驗方案如下：

應(yīng)力路徑①(常規(guī)三軸加載)：三軸壓縮試驗中圍壓加載速率為800 N/min，軸向加載速率為50 N/s。首先按照靜水壓力條件逐步施加σ1 =σ2(σ3)至預(yù)定應(yīng)力4，7，10 MPa，再通入瓦斯，進(jìn)氣端孔隙壓力為1，1.5，2 MPa，出氣端孔隙壓力為大氣壓，保證煤巖試件吸附瓦斯達(dá)60 h。瓦斯吸附平衡后，保持圍壓不變，以載荷加載50 N/s的恒定速率連續(xù)施加軸向載荷至煤樣失穩(wěn)破壞后停止。

應(yīng)力路徑②(分段變速加載)：三軸壓縮試驗中圍壓加載速率為800 N/min，軸向加載速率為50 N/s。首先按照靜水壓力條件逐步施加σ1 =σ2(σ3)至預(yù)定應(yīng)力4，7，10 MPa，再通入瓦斯，進(jìn)氣端孔隙壓力為1，1.5，2 MPa，出氣端孔隙壓力為大氣壓，保證煤巖試件吸附瓦斯達(dá)60 h。瓦斯吸附平衡后，保持圍壓不變，先以50 N/s的加載速率連續(xù)施加軸向載荷至對應(yīng)常規(guī)三軸加載強(qiáng)度(同樣圍壓和進(jìn)氣端孔隙壓力)的0.4倍，再改以200 N/s的加載速率繼續(xù)施加軸向載荷至煤樣失穩(wěn)破壞后停止。

2　試驗結(jié)果分析

2.1　2種應(yīng)力路徑下全應(yīng)力應(yīng)變曲線分析

不同初始圍壓與瓦斯壓力條件下的常規(guī)三軸加載全應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2所示，不同初始圍壓與瓦斯壓力條件下的分段變速加載全應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖3所示。

(4,1代表圍壓4 MPa，瓦斯壓力1 MPa)圖2　常規(guī)三軸加載全應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.2　Complete stress-strain curve of conventional triaxial loading

(4,1代表圍壓4 MPa，瓦斯壓力1 MPa)圖3　分段變速加載全應(yīng)力應(yīng)變曲線Fig.3　Complete stress-strain curve of changing loading speed piecewise

從圖2和圖3可以看出，煤樣在2種應(yīng)力路徑下的全應(yīng)力應(yīng)變曲線都包括壓密、線彈性、塑性變形、應(yīng)力跌落和殘余應(yīng)力5個階段。下面以分段變速加載應(yīng)力應(yīng)變曲線圖為例來進(jìn)行說明。從圖3可以看出，分段變速加載試驗中，相同圍壓條件下，隨著瓦斯壓力的升高，試件彈性模量和峰值強(qiáng)度逐漸下降，泊松比逐漸升高，峰值軸向應(yīng)變和峰值環(huán)向應(yīng)變絕對值緩慢下降。峰值體積應(yīng)變雖然是負(fù)數(shù)，但峰值對應(yīng)體積應(yīng)變絕對值卻在增加，說明含瓦斯突出原煤達(dá)到峰值破壞強(qiáng)度時，試件發(fā)生了膨脹擴(kuò)容，且隨著瓦斯壓力增大，煤樣的膨脹擴(kuò)容量更大。這是由于煤體吸附瓦斯后，在力學(xué)作用和非力學(xué)作用的影響下強(qiáng)度下降。其中，力學(xué)作用主要是游離態(tài)瓦斯氣體既可以擴(kuò)充煤體體積又提供了與圍壓相反的作用力，使得煤體有效圍壓減小，促進(jìn)了煤體在加載過程中原生和新生裂紋的出現(xiàn)和擴(kuò)展，有利于試件環(huán)向膨脹擴(kuò)容，從而加速煤體失穩(wěn)破壞[12]。非力學(xué)作用主要是指在煤樣吸附瓦斯后，氣體分子會使煤體顆粒間的距離增加，黏結(jié)力減小，煤體彈性模量和強(qiáng)度降低[13]；且煤吸附高壓瓦斯氣體后，部分氣體會與煤表面的官能團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，即化學(xué)吸附，這些化學(xué)反應(yīng)會改變煤的大分子結(jié)構(gòu)，使得其力學(xué)性質(zhì)劣化[14-15]。相同瓦斯壓力條件下，隨著圍壓增高，試件彈性模量和峰值強(qiáng)度逐漸增高，泊松比逐漸下降，峰值軸向應(yīng)變增大，峰值環(huán)向應(yīng)變絕對值增大，而峰值體積應(yīng)變絕對值在減小，說明增大圍壓可以通過限制試件環(huán)向膨脹而使得峰值體積擴(kuò)容量減小。常規(guī)三軸路徑下，試件的應(yīng)力與應(yīng)變變化規(guī)律與分段變速加載下的整體規(guī)律基本相同，此處不再贅述。

對于分段變速加載和常規(guī)三軸加載2種應(yīng)力路徑來說，在相同的初始圍壓和瓦斯壓力條件下，試件的彈性模量沒有發(fā)生變化。在分段變速加載試驗中，當(dāng)軸壓達(dá)到常規(guī)三軸強(qiáng)度的40%時，軸壓加載速率由40 N/s改為200 N/s后，發(fā)現(xiàn)煤樣在各種圍壓氣壓組合條件下的應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率依然沒有發(fā)生明顯的變化，這一現(xiàn)象與文獻(xiàn)[4]對于不同加載速率下煤巖彈性模量會發(fā)生變化的研究結(jié)果不同。分析原因可知，整個試驗過程中，煤巖試件處于恒溫狀態(tài)，壓頭對試件做功之后，煤巖孔裂隙發(fā)育會耗散一部分能量，剩余的能量則會儲存在煤巖骨架中[7]。煤巖試件在彈性階段中期開始加速加載后，由于此時孔隙裂隙已完全閉合，且裂隙基本不發(fā)育，因此裂隙發(fā)育耗散的能量可以忽略不計，變速加載下煤體吸收的的能量全部轉(zhuǎn)化為彈性應(yīng)變能儲存在煤巖骨架中，這與常規(guī)三軸加載一致，因此分段變速加載應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率沒有發(fā)生變化。

從圖2和圖3可以看出，2種應(yīng)力路徑下的全應(yīng)力應(yīng)變曲線也有一些不同之處。在相同圍壓和瓦斯壓力條件下，與常規(guī)三軸相比，煤樣在分段變速加載應(yīng)力路徑下的強(qiáng)度普遍有所增加，增長幅度為10%～27.43%，峰值軸向應(yīng)變、峰值環(huán)向應(yīng)變絕對值和峰值體積應(yīng)變絕對值也普遍增大，說明分段變速加載后，隨著加載速率大幅增加，煤巖試件裂隙發(fā)育時間相對不夠充分，裂隙不能得到充分?jǐn)U展，煤巖骨架積蓄彈性應(yīng)變能密度增大，對應(yīng)的承載能力也會增大。此外，從峰值強(qiáng)度到殘余應(yīng)力階段都會出現(xiàn)一個明顯的應(yīng)力跌落過程，在相同圍壓和瓦斯壓力條件下，煤樣在分段變速加載應(yīng)力路徑下比常規(guī)三軸路徑下積蓄的彈性應(yīng)變能更多，失穩(wěn)破壞瞬間能量釋放量更大，應(yīng)力跌落也更劇烈，說明煤巖加速加載后的脆性增強(qiáng)。因本試驗中所選取圍壓較小，均小于等于10 MPa，從2種應(yīng)力路徑下的全應(yīng)力應(yīng)變曲線可以看出，煤樣的延性破壞特征并不明顯。

2.2　分段變速加載含瓦斯煤破壞準(zhǔn)則分析

煤巖強(qiáng)度準(zhǔn)則非常重要，可作為判斷煤巖破壞失穩(wěn)的判據(jù)。經(jīng)典的煤巖強(qiáng)度準(zhǔn)則有Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則、Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則、廣義Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則等[16]。劉愷德[5]通過試驗研究分析證明了Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則可作為判斷常規(guī)三軸加載條件下煤巖破壞失穩(wěn)的依據(jù)，但是分析分段變速加載情況下煤巖的破壞失穩(wěn)準(zhǔn)則還未見報道。本文擬通過分析給出適合分段變速加載下煤巖破壞失穩(wěn)的強(qiáng)度準(zhǔn)則。

利用Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則對2種不同應(yīng)力路徑下試件破壞時的三軸試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。擬合結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，常規(guī)三軸加載和分段變速加載2種應(yīng)力路徑下的煤巖強(qiáng)度與圍壓均有較好的線性對應(yīng)關(guān)系，常規(guī)三軸加載的擬合度為0.983 2，分段變速加載的擬合度為0.999 7。這說明，Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則不僅適用于常規(guī)三軸加載下的含瓦斯煤體，也同樣適用于分段變速加載下的含瓦斯煤體。Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則可以作為分段變速加載條件下煤巖破壞失穩(wěn)的判據(jù)。由于本文沒有進(jìn)行圍壓為0條件下的含瓦斯煤力學(xué)特性試驗，所以沒用Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則和廣義Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則對分段變速加載路徑下含瓦斯突出煤的破壞準(zhǔn)則進(jìn)行分析。Hoek-Brown 強(qiáng)度準(zhǔn)則和廣義Hoek-Brown準(zhǔn)則能否適用于分段變速加載路徑下含瓦斯突出煤的破壞準(zhǔn)則是我們下一步的研究方向。

圖4　常規(guī)三軸加載和分段變速加載應(yīng)力路徑下不同圍壓強(qiáng)度擬合曲線Fig.4　Fitting curves of different confining pressure and strength under two stress paths

根據(jù)劉泉聲等[6]給出的內(nèi)摩擦角φ和黏聚力C的計算公式，如式(1)所示：

(1)

式中：b，k代表擬合直線的截距和斜率。通過計算，可總結(jié)出2種應(yīng)力路徑下Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則相關(guān)參數(shù)，如表1所示。

表1　2種應(yīng)力路徑下Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則相關(guān)參數(shù)

根據(jù)表1可知，分段變速加載應(yīng)力路徑下煤樣的內(nèi)摩擦角大于常規(guī)三軸加載下的內(nèi)摩擦角，分段變速加載應(yīng)力路徑下的黏聚力比常規(guī)三軸加載下的黏聚力略小。這說明分段變速加載相比常規(guī)三軸加載，由于煤巖裂隙發(fā)育時間相對不充分，使得其峰值強(qiáng)度較大。

2.3　討論

采掘工作面向前推進(jìn)可以造成工作面前方煤體的軸向應(yīng)力重新分布，推進(jìn)速度的加快相當(dāng)于本試驗中的分段變速加載的情況?，F(xiàn)場開采具有煤與瓦斯突出危險性的工作面或煤層時，要把握好工作面推進(jìn)速度，給予前方煤體充分應(yīng)力釋放和裂隙演化時間，對降低突出危險性具有重要的意義，還可以提前對工作面前方應(yīng)力集中煤體進(jìn)行人為主動卸壓來減小突出危險性，如采用保護(hù)層開采、鉆孔抽采、高壓注水軟化等措施。以高壓注水軟化煤體為例，對工作面前方應(yīng)力集中煤體進(jìn)行高壓注水軟化，前方集中應(yīng)力會向煤體深處快速轉(zhuǎn)移，造成卸壓帶寬度大大增加，抵抗煤與瓦斯突出的阻力就會大大增強(qiáng)，另外，高壓注水軟化煤體后，煤體的透氣性會增強(qiáng)，煤體中的瓦斯內(nèi)能會下降，高壓注水軟化煤體后，造成煤體彈性下降塑性增強(qiáng)，煤體儲存的彈性應(yīng)變能隨之減小[17]，這些因素共同作用，一方面大大降低了煤體中儲存的彈性應(yīng)變能和瓦斯內(nèi)能，另一方面會使煤與瓦斯突出的阻力大大增強(qiáng)，從而達(dá)到快速消除突出危險性的目的。保護(hù)層開采具有相似的消突原理。

3　結(jié)論

1)常規(guī)三軸加載和分段變速加載應(yīng)力路徑的全應(yīng)力應(yīng)變過程均可分為壓密、線彈性、塑性變形、應(yīng)力跌落和殘余應(yīng)力5個階段。分段變速加載應(yīng)力路徑中，相同圍壓條件下，隨著瓦斯壓力升高，試件彈性模量和峰值強(qiáng)度逐漸減小，泊松比升高，峰值體積擴(kuò)容量增大；相同瓦斯壓力條件下，隨著圍壓增大，試件彈性模量和峰值強(qiáng)度逐漸增大，泊松比逐漸下降，峰值體積擴(kuò)容量有減小趨勢。2種應(yīng)力路徑下煤樣的應(yīng)力應(yīng)變變化規(guī)律基本一致。

2)分段變速加載和常規(guī)三軸加載相比，在相同圍壓和瓦斯壓力條件下，試件的彈性模量不發(fā)生變化，彈性階段中期軸壓加載速率突然增大后，應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率仍然不發(fā)生改變。但是和常規(guī)三軸加載相比，分段變速加載應(yīng)力路徑下煤樣的強(qiáng)度普遍增大，峰值軸向應(yīng)變、峰值環(huán)向應(yīng)變絕對值和峰值體積應(yīng)變絕對值也普遍增大，失穩(wěn)破壞瞬間應(yīng)力跌落和能量釋放更加劇烈。

3)Mohr-Coulomb 強(qiáng)度準(zhǔn)則仍然適用于分段變速加載條件下的含瓦斯突出煤。分段變速加載路徑下煤體的內(nèi)摩擦角大于常規(guī)三軸加載下的內(nèi)摩擦角，且黏聚力略小于常規(guī)三軸加載下的黏聚力。

[1]謝和平,周宏偉,劉建峰,等. 不同開采條件下采動力學(xué)行為研究[J]．煤炭學(xué)報，2011， 36(7):1067-1074．

XIE Heping,ZHOU Hongwei,LIU Jianfeng,et al.Mining-induced mechanical behavior in coal seams under different mining layouts[J]．Journal of China Coal Society，2011，36(7):1067-1074．

[2]趙洪寶,李振華,仲淑姮,等.單軸壓縮狀態(tài)下含瓦斯煤巖力學(xué)特性試驗研究[J]．采礦與安全工程學(xué)報，2010，27(1): 131-134．

ZHAO Hongbao,LI Zhenhua,ZHONG Shuheng,et al.Experimental study of mechanical properties of coal rock containing gas under uniaxial compression[J].Journal of Mining & Safe ty Engineering,2010，27(1): 131-134．

[3]李海濤,蔣春祥,姜耀東,等.加載速率對煤樣力學(xué)行為影響的試驗研究[J]．中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報,2015,44(3):430-436.

LI Haitao,JIANG Chunxiang,JIANG Yaodong,et al. Experimental study on the effect of loading rate on mechanical behavior of coal samples[J]. Journal of China University of Mining and Technology,2015,44(3):430-436.

[4]尹小濤,葛修潤,李春光,等.加載速率對巖石材料力學(xué)行為的影響[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2010，29(S1): 2610-2615．

YIN Xiaotao,GE Xiurun,LI Chunguang,et al.Influences of loading rates on mechanical behaviors of rock materials[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29(S1):2610-2615．

[5]劉愷德.高應(yīng)力下含瓦斯原煤三軸壓縮力學(xué)特性研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2017，36(2): 380-392．

LIU Kaide.Mechanical properties of ram coal containing gas under high triaxal stress compression[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2017，36(2): 380-392．

[6]劉泉聲,劉愷德,朱杰兵,等.高應(yīng)力下原煤三軸壓縮力學(xué)特性研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2014，33(1):24-33．

LIU Quansheng,LIU Kaide,ZHU Jiebing,etal.Study of mechanical properties of raw coal under high stress with triaxial compression[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2014，33(1): 24-33．

[7]尹光志,李文璞,李銘輝,等.不同加卸載條件下含瓦斯煤力學(xué)特性試驗研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2013，32(5):891-901．

YIN Guangzhi,LI Wenpu,LI Minghui,et al.Experimental study of mechanical properties of coal containing methane under different loading-unloading conditions[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2013，32(5)：891-901．

[8]許江,李波波,周婷,等.加卸載條件下煤巖變形特性與滲透特征的試驗研究[J]．煤炭學(xué)報，2012，37(9):1493-1498．

XU Jiang，LI Bobo，ZHOU Ting,et al.Experimental study of coal deformation and permeability characteristics under loading-unloading conditions[J]．Journal of China Coal Society，2012，37(9):1493-1498．

[9]尹光志,李文璞,李銘輝,等.加卸載條件下原煤滲透率與有效應(yīng)力的規(guī)律[J]．煤炭學(xué)報，2014，39(8): 1497-1503．

YIN Guangzhi,LI Wenpu,LI Minghui,et al.Permeability properties and effective stress of roal coal under loading-unloading conditions[J]. Journal of China Coal Society，2014，39(8)：1497-1503．

[10] 薛東杰,周宏偉,王子輝,等.不同加載速率下煤巖采動力學(xué)響應(yīng)及破壞機(jī)制[J].煤炭學(xué)報,2016,41(3):595-602.

XUE Dongjie,ZHOU Hongwei,WANG Zihui,et al. Failure mechanism and mining-induced mechanical properties of coal under different loading rates[J]. Journal of China Coal Society,2016,41(3):595-602.

[11]馬海峰,李傳明，李家卓，等.不同推進(jìn)速度下煤巖體采動力學(xué)行為響應(yīng)特征與控制[J]．中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2016,12(12)：74-79．

MA Haifeng,LI Chuanming,LI Jiazhuo,et al.Response characteristics of mining-induced mechanical behavior for coal and rock mass under different advancing speedand itscontrol[J].Journal of Safety Science and Technology, 2016,12(12):74-79.

[12]WANG K, FENG D, ZHANG X, et al.Mechanical properties and permeability evolution in gas-bearing coal-rock combination body under triaxial conditions[J]. Environmental Earth Sciences,2017,76(24):815.

[13]VIETE D R, RANJITH P G.The mechanical behaviour of coal with respect to CO2sequestration in deep coal seams[J]. Fuel,2007, 44(4):387-394

[14]MAJEWSKA Z, MAJEWSKI S, ZIE TEK J.Swelling of coal induced by cyclic sorption/desorption of gas: experimental observations indicating changes in coal structure due to sorption of CO2and CH4Int.[J]. Coal Geol,2010(83):475-483.

[15]WANG K, DU F. The influence of methane and CO2adsorption on the functional groups of coals: Insights from a Fourier transform infrared investigation[J]. Journal of Natural Gas Science & Engineering, 2017(34):811-822.

[16]閆露.煤巖體的強(qiáng)度準(zhǔn)則研究[D]．重慶：重慶大學(xué),2014.

[17]謝文強(qiáng).高壓注水快速消突技術(shù)的應(yīng)用與研究[J]．能源技術(shù)與管理，2013，38(1):45-47.

XIE Wenqiang.Application and research of high pressure water injection to eliminate outburst danger quickly[J].Energy Technology and Management，2013，38(1):45-47.