【摘 要】
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本文以川煤集团某煤矿煤样为研究对象,用核磁共振设备测定了煤样孔径分布和孔隙率,用CT对煤样扫描并对其进行了三维重构;通过数值模拟软件RFPA2D对含瓦斯煤进行了不同侧压作用下的压缩破坏模拟,并与含瓦斯煤三轴压缩物理实验对比,分析了煤岩的破坏形态;用含瓦斯煤热流固耦合试验系统,对煤样开展了不同围压条件下的循环加卸载气体渗流实验,并分析了煤岩的变形、渗透规律及能量耗散。得到以下主要结论:（1）通过核磁
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51674048）《真三维采动作用下煤岩固气耦合机理及瓦斯运移规律研究》；
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本文以川煤集团某煤矿煤样为研究对象,用核磁共振设备测定了煤样孔径分布和孔隙率,用CT对煤样扫描并对其进行了三维重构;通过数值模拟软件RFPA2D对含瓦斯煤进行了不同侧压作用下的压缩破坏模拟,并与含瓦斯煤三轴压缩物理实验对比,分析了煤岩的破坏形态;用含瓦斯煤热流固耦合试验系统,对煤样开展了不同围压条件下的循环加卸载气体渗流实验,并分析了煤岩的变形、渗透规律及能量耗散。得到以下主要结论:（1）通过核磁共振法测定了煤样孔径分布,测得的孔隙率为煤样CT三维重构过程中CT阈值的选择提供依据和参考;从实验前后煤样的CT三维重构图中发现煤样内部存在没有延伸到试件表面的裂隙,煤样的宏观破坏是主裂隙与煤样径向方向形成一定倾角的剪切破坏,同时伴随部分与主裂隙面相交的次生裂隙。（2）通过RFPA2D数值模拟软件模拟不同侧压下含瓦斯煤压缩破坏,得出煤岩的破坏方式为压剪破坏,主裂隙与模型径向方向形成一定角度的倾斜剪切面;对比分析数值模拟和物理实验的结果,发现两者的破坏方式都属于剪切破坏。（3）煤岩在循环载荷作用下,煤岩的相对残余应变在整个循环实验过程可分为压缩阶段,弹性阶段以及屈服破坏三个阶段;煤岩的轴向相对残余应变在压缩阶段急剧增大,弹性阶段缓慢减小,屈服破坏阶段逐渐上升;煤岩的渗透率随轴向应力的增大总体上呈“螺旋式”下降,在煤样即将发生破坏时渗透率会有所回升。（4）定义了渗透率变化率△Kx,定量分析煤岩在每个循环加卸载过程中渗透率相对于初始渗透率的变化规律,得出渗透率变化率随循环数的增加呈先增大后减小的结论,当渗透率变化率达到最大值时,煤样即将发生破坏。（5）从能量角度得出了一种考虑围压影响的新弹性模量计算方法,并与传统弹性模量的计算结果进行比较,发现通过这种计算方法得到的加载弹性模量值比传统加载弹性模量计算值小,而卸载弹性模量值比传统卸载弹性模量值大。
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