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维普资讯 第24卷 第 l0期 岩石力学与工程学报 Vol1．24 NO．10 2005年5月 ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering May，2005 含吸附煤层气煤的有效应力分析 吴世跃 ～，赵 文 (1．东北大学 资源与土木工程学院，辽宁 沈阳 110004：2．太原理工大学 矿业工程学院，山西 太原 030024) 摘要：煤层中的气体(煤层气)主要呈吸附状态，固体煤和吸附气体之间的相互作用关系是 目前人们关心的问题，它 与煤矿瓦斯防治和煤层气开采有关。根据表面物理化学和弹性力学原理，推导了煤吸附膨胀变形、吸附膨胀应力 及有效应力计算公式，理论计算结果和试验结果基本一致。分析表 明，裂隙中自由气体的压力对煤层中的应力状 态影响很小，在煤层 内部吸附膨胀应力和吸附膨胀变形规律服从虎克定律。 关键词：采矿工程；含吸附煤层气煤；煤的孔隙结构；表面张力；吸附膨胀应力；孔隙气体压力；有效应力 中图分类号：TD713 文献标识码：A 文章编号：1000—6915(2005)10—1674—05 ANALYSISOFEFFECTIVESTRESSINADSoRBED METHANE．CoALSYSTEM WU Shi—yue～，ZHAO Wenl (1．SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110004,China 2．CollegeofMiningEngineering，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China) Abstract：Mostofgas(methane)incoalseam isinadsorbedstate．Atpresent，theattentionofresearchersis attractedtotherelationshipofhtemutualactionbetweenhtesolidcoalandtheadsorbedmehtanebecauseitis closelyconnectedwiht htepreventionandcontrolofhteburstofcoalnadgasinminingandhteexploitationof methnae．TerzaghiSeffectivestressformulaCna notbeadaptedinthecalculationofhteeffectivestressinadsorbed methane—COal system．Therefore，based onprinciplesofsurfacephysicochemistry nad elasticmechanics，hte calculationformulasonhteswellingdeformationofadsorption，theswellingsrtessofadsoprtion，andhteeffective srtessinhteadsorbedmehtane—coalsystem raederived．Thecomputationsolutionofhteoryisessentiallyaccordna t wiht hteexperimentalsolution．Th etestandnaalysisshow htatthemechanica1efflectofthefreegaspressure in po