煤炭科学技术

作者：赵鹏翔, 裴文博, 李树刚, 林海飞, 卓日升, 常泽晨, 邵秋冬, 马晓川,

关键词：软硬互层, 瓦斯运–储区, 交叉融合, 厚度比效应, 覆岩裂隙,

为掌握软硬互层覆岩结构影响卸压瓦斯运–储区交叉融合的厚度比效应，以不同厚度比的软硬互层覆岩结构为试验对象，利用二维物理相似模拟试验平台，开展软硬互层覆岩结构裂隙演化及破断机制试验，并结合分形理论定量描述软硬互层覆岩结构裂隙分布特征，根据采动覆岩椭抛带理论，同时引入回转角、贯通度、裂隙率等特征参数，研究软硬互层覆岩结构瓦斯运移区和储集区交叉融合动态变化特征受软硬互层结构厚度比的影响。试验结果表明：瓦斯的运–储区内外边界和运–储交界分别位于分形维数、裂隙贯通度、破断回转角与裂隙率的突变区域，运移区破断回转角大于2.07°，储集区破断回转角为1°～2.07°。瓦斯运移区和储集区破断裂隙贯通度分别为0.6～1.0和0.2～0.6；根据瓦斯运–储区裂隙率、回转角、贯通度的变化，确定瓦斯运移区、储集区与交叉融合区边界，裂隙率、回转角、贯通度呈现先快速减小，后减小速率明显减缓，最后减小速率再次增大的趋势；软硬互层覆岩经历运–储区开始形成、运移区与储集区首次出现、交叉融合区初次形成、交叉融合区扩大、运–储区与交叉融合边界逐渐模糊5个时期，最终形成完整的椭圆抛物带状的覆岩裂隙场；建立软硬互层覆岩结构瓦斯运–储区厚度比效应量化表征模型，同时根据瓦斯运–储区表征参数确定其边界及状态判定流程，确定软硬互层覆岩结构上覆岩层裂隙演化及破断机制。

来源：2025年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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