工程温度下煤岩力学性质的温度效应与瓦斯解吸研究

本研究论文深入探讨了"工程温度下煤岩单轴力学特性研究及分析"这一主题，由任晓龙、秦新展和张晓云等人在中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室以及力学与建筑工程学院进行。他们利用自主研发的深部温度-压力耦合气体运移实验系统，对四川芙蓉白胶煤矿的煤样进行了详尽的实验，这些实验在五个不同的工程温度条件下进行，即20℃、25℃、30℃、35℃和40℃。 实验的核心目的是探究工程温度对煤岩物理力学性质的影响规律。研究发现，随着温度的上升，煤岩的单轴抗压强度和弹性模量呈现显著下降的趋势，而且这种下降的速率随温度的提高而增大。这表明高温环境下，煤岩的机械性能会明显减弱，这对于理解和预测深部矿井的稳定性具有重要意义。 进一步分析表明，恒温阶段瓦斯逸出量的变化趋势揭示了吸附瓦斯的解吸运移过程在影响煤岩力学性质方面起着关键作用。吸附瓦斯在低温下被固定，但随着温度的升高，这部分瓦斯开始解吸并进入流动状态，导致煤岩内部结构的变化，从而影响其承载能力和完整性。因此，这项研究不仅提供了关于煤岩在实际工况下力学行为的新见解，还为矿产开采和地下工程设计中的热力学效应考虑提供了科学依据。 该研究的关键词包括工程温度、煤岩、单轴压缩实验、力学性质以及气体解吸，这些都是深入理解深部矿井环境和优化安全措施的重要参考。论文的发表在《煤炭科技》(TD712)上，并获得了较高的学术价值，文章编号为1003-496X(2017)01-0157-03，显示了作者对于这一领域的深入研究和严谨态度。 这项研究通过实证数据和理论分析，为我们揭示了温度对煤岩力学性能的深刻影响，对于煤炭开采、地下工程设计以及安全策略制定具有重要的实际应用价值。