一种考虑水热耦合作用下深部煤岩扰动破坏试验装置,其特征在于,包括加载系统、温度控制系统、湿度控制系统和多物理量监测系统,该装置可实现对煤岩破坏过程中的温度和湿度进行有效控制,能够真实反映煤矿开采过程中深部煤岩的赋存状态,并能对深部煤岩扰动破坏中的多参量响应特征进行分析;该装置结构简单,操作便捷,安全性好。试验方法综合考虑水、热及开采扰动对煤岩破坏特性的影响,从而为深部煤岩动力灾害预警防治提供理论基础。
背景技术
煤炭作为我国主体能源地位短期内难以改变,充分发挥煤炭安全供给的兜底作用,才能保障国家能源安全的重大现实需求。近年来,随着浅部煤炭资源的消耗殆尽,煤矿相继进入深部开采阶段;深部开采面临高地应力、高地温、高岩溶水压和强开采扰动的复杂环境,极易诱发煤岩动力灾害,造成严重破坏和人员伤亡。因此,煤岩动力灾害已成为制约煤矿安全高效生产的瓶颈。与浅部开采不同,深部开采必然会遇到地温随深度增加逐渐升高的问题;同时,深部围岩还将受到地下水和开采扰动的影响。因此,考虑水、热及开采扰动对煤岩的影响在研究深部煤岩动力灾害问题时不容忽视。
深部煤岩长期处于复杂的水热场环境,且在开采过程中受到开采扰动的影响,局部煤岩发生破坏,从而导致煤岩结构出现整体失稳。针对水、热对煤岩材料物理力学性能影响方面的研究受到国内外学者们的广泛关注,但以往研究多考虑水热中单一因素影响,且温度高达数百摄氏度;无法真实反映煤矿开采过程中深部煤岩的赋存状态,且实际开采过程中深部煤岩会受到顶板破断垮落、爆破等扰动作用,以往多数试验装置无法综合考虑水热耦合作用下深部煤岩扰动破坏特性。
实现思路