远程保护层开采上覆煤层透气性动态演化规律试验研究.pdf

第 2 5卷第 9期 2 0 0 6年 9月 岩石力学与工程学报 C h i n e s e J o u r n a l o fR o c k Me c h a n i c s a n d E n g i n e e r i n g V lo 1 ．2 5 N0 ． 9 S e p t ． ， 2 0 0 6 远程保护层开采上覆煤层透气性动态 演化规律试验研究 石必明 ，俞启香 ，王凯 1 ．安徽理工大学 资源开发与管理工程系，安徽 淮南2 3 2 0 0 1 2 ．中国矿业大学 能源与安全工程学院，江苏 徐州2 2 1 0 0 8 摘要基于相似材料模型试验 ，设计在相似材料模型上进行煤岩渗透性测定的测试系统，实现远距离保护层开采 过程中上覆被保护层透气性变化的测定，得出覆岩破裂移动及上覆被保护层透气性的时空演化分布规律。试验结 果表明，随着保护层工作面的不断向前推进，被保护层透气性呈现动态变化，在卸压范围内煤层透气性系数的大 小呈 “ M”形分布。研究结果与现场实际考察结果基本吻合，可为低透气性高瓦斯煤层合理布置保护层和被保护 层卸压瓦斯抽放提供科学依据。 关键词采矿工程；远程保护层；相似材料模型；透气性；煤岩变形；煤与瓦斯突出 中圈分类号T D 7 2 文献标识码A 文章缩号1 0 0 0 6 9 1 5 2 0 0 6 0 91 9 1 70 5 TES T RES EARCH oN CoAL S EAM P ENETRABI LI TY DYNAM I C CHANGI NG LAW BY F AR． DI S TANCE PRoTECTI NG S TRATUM M I NI NG S HI B i mi n g ，YU Q i x i a n g ，WA NG Ka i 1 ． De p a r t me n t o f R e s o u r c e s E x p l o i t a t i o n a n d Ma n a g e m e n t ,A n h u i U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ，H u a i n a n ，A n h u i 2 3 2 0 0 1 ， C h i n a ．,2 ． S c h o o l o f Mi n e r a l a n d S a f e ty E n g i n e e r i n g ，C h i n a U n i v e r s i ty o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y ，X u z h o u ，J i a n g s u 2 2 1 0 0 8 ，C h i n a Abs t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e s i mi l i t u de m a t e r i a l mo d e l t e s t ， t h e n e w me a s u r e me n t s y s t e m a b ou t t h e c oa l r o c k s p e n e t r a b i l i t y c o e ffi c i e n t o n t h e s i mi l i t u d e ma t e ria l mo d e l h a s b e e n d e s i g n e d ． Th e c h a n g e o f t h e p r o t e c t e d c o a l s e a m p e n e t r a b i l i t y wa s me a s ur e d， a nd t h e p r o t e c t e d s t r a t u m p e n e t r a b i l i t y c ha n ge l a ws i n t i me a nd s pa c e we r e s t u d i e d d u ri n g t h e f a r - d i s t a n c e p r o t e c t i n g s t r a t u m mi n i n g fi r s t l y ．T h e r e s u l t s i n d i c a t e t ha t t h e p e n e t r a b i l i t y c o e ffi c i e n t o f the p r o t e c t e d s tra t u m wa s a d y n a mi c c h a n g e a n d a c c o r d i n g t o “ M ”． T h e f o u n d c o n c l u s i o n s we r e i n a c c o r d an c e wi th the me a s u r e d i n c o a l mi n e ． T h e s c i e n t i fic f o u n d a t i o n h a s b e e n g o t f o r t h e r e a s o n a b l y a r r a n g i n g p r e v e n t i n g c o a l s e a m a n d u n l o a d i n g p r e s s u r e d r a wi n g g a s i n the l o w p e n e t r a b i l i t y h i g h g a s c o n t e n t c o a l s e a m． Ke y wo r d s mi n i n g e n g i n e e ri n g ；f ar d i s t a n c e p r o t e c t i n g s tr a t u m；s i mi l i t u d e ma t e ria l mo d e l ；p e n e t r a b i l i t y ；c o a l a n d r o c k d e f o r ma t i o n ； c o a l a n d g a s o u t b u r s t 1 引 言 采场覆岩是一系列岩层的有序组合，煤层采 出 后，其上覆岩层发生破坏和位移，位于不 同层位 的 被保护层其变形与破裂形态有较大差异。煤层开采 后在其上覆岩层中形成两类裂隙一类为离层裂隙， 即随岩层下沉在层问出现的沿层面裂隙，是由于煤 牧藕 日期l 2 0 0 50 62 8 惨回日期l 2 0 0 5 0 9 2 6 基金项目l国家 自然科学基金资助项 目 5 0 4 0 4 0 1 6 安徽省科技厅 自然科学基金资助项 目 0 5 0 4 4 040 2 作誊筒介- ； , N 1 9 6 4 一 ， 男， 博士，1 9 8 7 年毕业于淮南矿业学院矿山通风安全专业， 现任教授， 主要从事安全技术及工程方面的教学与研究工作。 E ． ma i l b ms h i a u s t ． e d u ． c n 维普资讯 1 9 1 8 岩石力学与工程学报 2 0 0 6 笠 层产生膨胀变形而形成，煤层卸压瓦斯沿离层裂隙 流动；另一类 为竖向破断裂隙，即岩层下沉破断形 成的穿层裂隙，它是岩层问瓦斯或地下水流动的通 道，两类裂隙的发育对煤层瓦斯运移和瓦斯防治产 生较大影响。因此，研究保护层开采过程 中上覆岩 层冒落移动和裂 隙的时空演化规律，对认识被保护 层卸压瓦斯运移和优化卸压瓦斯抽放钻孔 的布置具 有一定的理论意义。 国内外学者对裂隙岩体渗透特性进行 了大量卓 有成效的研究工作 。在室 内进行 了大量的煤岩块渗 透率测定，得出了煤样 的渗透率与地应力及流体压 力之间的关系⋯。将岩体裂隙简化成平行板之 问的 裂缝，得出了裂隙岩体渗流方程l 2 叫⋯ ，这些成果为 研究煤层瓦斯运移提供 了理论基础 。有些学者l l J 提出了现场测定煤层透气性系数的 “ 流量法 ”及基 于相似理论与计算机反演的钻孔压力上升 曲线计算 煤层透气系数的方法 ，尽管得到公认，但是由于试 验耗资大 ，且数据离散度较高，所得到的参数仅 限 于特定的地质环境，存在一定的局限性。 众所周知，煤层开采是一个连续动态过程 ，在 煤层开挖过程中岩层产生移动、变形和卸压，同时 产生大量的次生裂隙，即覆岩的渗透性是一个动态 发展过程，仅用几个静态测定结果，不能全面反映 煤层开采过程中覆岩渗透性的变化规律，基于煤矿 开采的复杂性，要进行大量的现场测定是很难实现 的。为此 ，本文利用相似材料模型试验的优越性， 通过大量的试验测试，较全面地研究了保护层开采 过程、覆岩透气性动态变化规律及远距离被保护层 透气性变化分布规律。 2 相似材料模型试验 2 ． 1 试验 区概况 淮南矿业集 团潘一煤矿主采 C 煤层 被保护 层 ， 该煤层开采过程 中曾多次发生煤与瓦斯突出事 故，结合矿井煤层赋存条件，研究采用开采 B 煤 层 保护层 的区域性防突措施 ， 预防 C 煤层发生煤 与瓦斯突出。B 和 C ， 煤层均属于单斜构造 ，煤层 倾角为 6 。 ～1 3 。 。B 煤层平均厚度为 1 ． 8 m，属于稳 定 中厚煤 层 ，煤层 结 构简 单 ，原 始瓦 斯含 量 为 4 ． O ～7 ． 5 m ／ t 。C 煤层位于保护层上部，平均厚度 为 6 ． 0 m，赋存较稳定，原始瓦斯含量为 1 2 2 2 m3 ／ t 。 一 6 2 0 m水平实测煤层瓦斯压力高达 4 ． 5 MP a ，平均 瓦斯压力梯度为 2 ． 4 2 1 0 ～MP a ／ m。 B 煤层伪顶为炭质页岩 ，岩层薄弱，易冒落， 直接项为复合顶板，是泥岩、砂质泥岩的组合 ，其 问含 1 ～2层薄煤线，老顶砂岩直接覆盖于煤层之 上 ，岩性主要为粉砂岩、细砂岩 、中粒砂岩，老顶 分层厚度大，裂隙不发育，整体性好，稳定性强。 B 与 C， 煤层问主要岩层 的物理力学特 性参数见 表 1 。 表 1 T a b l e 1 B1 1 与 c1 3 煤层问主要岩层的物理力学特性参数 M e c h a n i c a l p a r a me t e r s o f r o c k s t r a t a i n c o a l s e a m Bl l a n dC1 3 2 ．2 物理相似模型 相似模拟试验所选取的材料主要有石膏、碳酸 钙、河砂 、煤粉、8 0 2胶等，铺设模型时撒云母粉 作为分层弱面 ，由于本次试验需测定 C 煤层及岩 层透气性变化，依据实验室小模型制作和测定过程 中的经验 ，铺设模型时在骨料 中添加 8 0 2胶，各层 压致紧密 ，以降低模型中煤层的透气性，使其尽量 与实际条件相似。 相似材料模拟试验在 围岩变形和控制研究中有 举足轻重 的作用 ，相似模拟试验 以相似理论和因次 分析为基础，模型与原型之间按相似准则要求I ， 即在几何 、运动 、动力、边界条件和重要的物理力 学参数相似的基础上，研究远距离保护层开采后 ， 覆岩变形 、移动、破坏过程以及上覆被保护层透气 性动态变化规律等，模型的初始条件 、边界条件及 开采过程与原型一致 。模型几何相似比为 11 0 0 ， 试验在尺寸为 2 5 0 0 mmx 2 0 0 mmx1 6 0 0 I I l l fl的平 维普资讯 第 2 5卷第 9 期 石必明等．远程保护层开采上覆煤层透气性动态演化规律试验研究 1 9 1 9 面模型试验台上进行。 鉴于远距离保护层开采覆岩活动范围较大 ，C 煤层上部岩层的移动对其透气性的影响较大，所 以， 在所研究的被保护层上部铺设了 2 3 m 的顶板岩层， 使研究对象与实际相符 ，其上覆岩层重力采用物理 相似配重 特制铁块 杠杆加载 实现均匀 加载。同 时，考虑到保护层开采对远距离被保护层影响的时 间效应 ，模型开挖距离大于 2倍保护层与被保护层 之间的层间距。 2 ． 3 测试系统 相似模型渗透率测试系统如图 1 所示。考虑到 安全、经济等原因，试验采用高压 N 作为载气 ，采 用皂膜流量计测量气 体微流量 。测量 过程 中在测 定位 置两侧对应 位置安设特制压板 ，压板尺寸为 2 0 0 m m 2 0 0 mmx 1 0 mm，在压板与模型接触面安 置厚度为 5 mm 的密封橡胶板。测试的关键是模型 两侧压板要与模型紧密接触 ，防止气体从压板与模 型接触面的上下泄漏 ，保证载气从模型一侧到达另 一 侧，在模型另一侧测量载气通过流量。 流量计 图 1 相似模型渗透率测试系统示意图 F i g ． 1 S k e t c h ma p o f t h e p e n e t r a b i l i t y me a s u r e me n t s y s t e m 模型铺设完成后，按设计要求加载，保护层开 挖前将测试装置安装好，测定被保护层原始渗透率； 开采保护层至预定位置，覆岩 冒落移动稳定后，在 预定位置安装测试装置 ，测定煤层渗透率 ；卸下测 试装置，继续开挖保护层至预定位置 ，待覆岩稳定 后，在预定位置安装测试装置 ，测定煤层渗透率 ； 依次循环直至完成预定 的测试要求 。 2 ． 4 测定结果与分析 由于测试过程 中采用近景摄影测量技术对模型 上覆岩层 的冒落移动进行测量 ，测量 C ， 煤层的微 变形，为此在模型上布置 了大量的位移测点，为防 止渗透率测试装置的安装和拆卸破坏测点，保护层 开挖过程中，仅在图 2所示距切眼 3 0 m 处布置固定 测点测定在保护层 开采过程中 C ， 煤层渗透率 的变 化。保护层开采过程中 c 。 ， 煤层渗透率测定结果见 表 2 。 图 2 渗透率测点布置图 F i g ． 2 M e a s u r e me n t p a t t e r n o f t h e p e n e t r a b i l i t y 表 2 1 ．a b l e 2 保护层开采过程中C 煤层渗透率测定结果 Re s u l t s o f c o a l s e a m C1 3 p e n e t r a b i l i t y b y mi n i n g t h e p r o t e c t i n g c o a l s e a m 图 3为相似材料模型中 B 煤层推进不 同距离 时，C ， ， 煤层渗透率变 化曲线 。图中横坐标为保护层 工作面与被保护层渗透率测 点的相对距离，坐标原 点对应保护层 开切眼，0 点对应被保护层渗透率测 点位置。 从图 3中可以看 出相似材料模 型中 C 煤层 原始渗透率为 0 ． 0 7 0 1 0 m ，随着保护层工作面 向前推进 ，在工作面前方集 中应力作用下 ，煤层透 气性系数降低 ，渗透率最低下降到 0 ． 0 0 2 1 0 m 2 ， 为煤层原始渗透率的 0 ． 0 2 9倍；随着保护层工作面 维普资讯 1 9 2 0 岩石力学与工程学报 2 0 0 6 住 旨 1 0 0 褂 相对距离， m 图 3 C 1 3 煤层渗透率变化曲线 F i g ． 3 Ch a n g e c h i v e o f c o a l s e a m C1 3 p e n e t r a b i l i t y 向前推进，当工作面推过测点 3 0 m左右时，被保护 层充 分卸压 ，煤层 渗 透率 急 剧增 加 ，其值 达 到 1 ． 2 9 0 x 1 0 m ，为煤层原始渗透率的 1 8 ． 3倍；随 着保护层工作面继续向前推进 ，在上覆岩层重力作 用下，被保护层渗透率逐渐恢复达到一个稳定值， 其值约为 0 ． 4 7 0 x 1 0 m ， 大于煤层原始渗透率 ， 为 煤层原始渗透率的 6 ． 5 5倍。因此 ，从相似材料模型 试验可以看出，对远距离保护层开采，随着保护层 工作面的不断向前推进，被保护层任一点煤层的渗 透率经历如下动态发展过程，即原始值 一低于原 始值一最大值一卸压稳定值 大于原始值 。 本 次相 似 材 料模 型 试验 保 护 层 开挖距 离 为 1 5 0 m。为了考察保护层停采 以及上覆岩层充分 冒 落移 动稳定 后被保护层渗透率变化 的空间分布规 律 ，测定 了被保护层渗透率分布 曲线 见图 4 。 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 0 0 2 5 0 相对距离， m 图4 被保护层渗透率分布曲线 F i g ． 4 Di s t r i b u t i n g c h i v e o f p r o t e c t e d c o a l s e a m 从图 4中可 以看出，保护层开采以后在其采空 区上方一定范 围内被保护层透气性都有较大程度的 提高，在保护层切眼前方和停采线后方被保护层一 定区域煤层的渗透率 比工作面采空区中部增加大 ， 保护层采空区上部被保护层 卸压 区煤 层渗 透率呈 “ 马鞍形”分布。 3 现场试验对比分析 采用非稳定径 向流量法测定了现场保护层开采 前后被保护层透气性，其测定过程是在测定瓦斯压 力的钻孔打开后的 1 ～2 d ，用湿式流量计测定不同 时刻的钻孔瓦斯流量。 保护层开采前 ，C ， 煤层的原始 瓦斯压力为 4 ． 5 MP a ，考察 2 T L 的半径为 0 ． 0 4 7 m，煤孔长度为 1 2 m，钻孔时间为 4 ． 5 d ，测得钻孔瓦斯流量为 4 ． 4 8 L ／ mi n O 6 ． 4 5 m ／ d ，比流量为 1 ． 8 2 m ／ d m ，实 验 室测 得煤 层 的瓦斯含 量 系数 为 9 ． 3 m ／ m MP a ，计算得到 C 煤层 的原始透气性系 数为 O ． 0 1 1 3 5 m ／ MP a ． d 1 。 保护层开采后，C ， 煤层的瓦斯大量卸压，煤层 的透气性会发生相应的变化，透气性大大增加。测 定卸压后 C ， 煤层的透气性与卸压之前的透气性后， 可 以深入 了解被保护煤层所发生的变化。C 们煤层卸 压后 的透 气性测定方法与测定 原始透气性系数相 同，所不同的是需要代入煤层的残余瓦斯压力和测 定残余瓦斯压力打开后的钻孔瓦斯流量 。在考察巷 7 钻孔测得残余瓦斯压力为 0 ． 6 MP a ，测定瓦斯流量 是在钻孔揭煤后 3 2 d测定 的，测定的瓦斯流量为 6 5 ． 2 L ／ rai n 。根据钻孔半径及煤孔长度，得到比流量 为 3 9 ． 8 m ／ d． m ，计算可得 C 煤层卸压后的最大 透气性系数为 3 2 ． 6 8 7 m ／ MP a ． d ，为煤层原始透 气性系数的 2 8 8 0倍 。通过观测保护层开采过程中 测定被保护层瓦斯压力，可知被保护层卸压范围内 透气性呈现不均匀分布 ，与相似材料模型试验结果 基本相符。 4 结论 1 从相似材料模型试验可 以看 出，对远距离 保护层开采 ，随着保护层工作面 的不断向前推进 ， 被保护层一定范 围 内煤 层的渗透率经历被压缩 减 小，卸压膨胀增大到最大值，随着煤层应力恢复 ， 其透气减小达到新的稳定值。 2 煤层变形对透气性变化产生重要影 响，当 煤层发生膨胀变形时，煤层的透气性增大，试验条 件下，当保护层工作面推进 1 5 0 m，被保护工作面 对应保护层切眼位置 3 O ～1 3 0 m范围内，属于被保 护层煤层充分卸压膨胀 区，煤层透气性系数增大。 l 0 0 0 0 0 一 H 目_ 0 _I v 、 种蝌埝 维普资讯 第2 5 卷第9期 石必明等．远程保护层开采上覆煤层透气性动态演化规律试验研究 1 9 2 1 3 在保护层开采过程中，由于保护层采空区 [4 ] 中部上方 的被保护层产 生的次生裂 隙被进 一步压 实，使煤层透气性逐渐恢复，而切眼前方和停采线 后方一定范围内由于两侧煤壁的支撑作用，形成大 量的垂直破断裂隙，从而使煤层的透气性增大。由 此可知，被保护层次生竖向破断裂隙发育对煤层透 [5 ] 气性增大起着重要作用 。 4 在被保护层 中进行卸压抽放时 ，应考虑保 护层开采过程中被保护层透气性的时空演化规律。 [6 ] 从时间上，要正确掌握瓦斯抽放与保护层开采的时 间间隔，在被保护层处于煤层透气性增加期问进行 抽放，有利于提高煤层瓦斯抽放量；从空间上，由 于保护层开采后 ，被保护层一定范围内煤层透气性 [ 7 ] 大小近似呈 “ M”型分布 。因此，在保护层切 眼上 方和停采线上方一定范围内，被保护层卸压抽放钻 孔 间距可适当增大 ，而在采空区中部卸压钻孔间距 [ 8 ] 要适当减小。 参考文献 R e f e r e n c e s [ I ] 林伯泉，周世宁．煤样瓦斯渗透率的试验研究[ J J ．中国矿业大学学 报，1 9 8 7 ，1 6 1 2 1 2 7 ． L i n B o q u a n ，Z h o u S h i n i n g ． T e s t s t u d y o n c o a l s p e c i me n p e r me a b i l i t y [ J ] ． J o u r n a l o f C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y ， 1 9 8 7，1 6 1 212 7 ． i n Ch i n e s e [ 2 ] 冯增朝 ，赵阳升，文再明．煤岩体孔隙裂隙介质逾渗机制研究[ J J ． 岩石力学与工程学报，2 0 0 5 ，2 4 2 2 3 6 2 4 0 ． F e n g Z e n g c h a o ， Zh a o Ya n g s h e n g，W e n Z a i mi n g ．P e r c o l a t i o n me c h a n i s m o f f r a c t u r e d c o a l r o c k s a s d u a l c o n t i n u a [ J ] ． C h i n e s e J o u rnal o f R o c k Me c h a n i c s a n d En g i n e e r i n g ，2 0 0 5，2 4 2 2 3 62 4 0． i n Ch i n e s e [ 3 ] 赵 阳 升．矿 山岩 石流 体 力学 [ M] ．北京 煤 炭 工业 出版社 ， 1 9 9 4 ． Z h a o Y ang s h e n g ． R o c k F l u i d Me c h anic s i n Mi n e [ M] ． B e O i n g Ch i n a Co a l I n d u s t r y P u b l i s h i n g Ho u s e，1 9 9 4 ． i n Ch i n e s e [ 9 ] 谭学术 ，鲜学福 ，张广洋，等．煤的渗透性研究[ J J ．西安科技学院 学报 ， 1 9 9 4 ，1 4 1 2 12 5 ． T a n X u e s h u ，X i a n Xu e f u ，Z h a n g Gu a n g y ang ，e t a 1 ． R e s e a r c h o n t h e p e rm e a b i l i t y o f c o a l [ J ] ． J o u rna l o f Xi a n Un i v e r s i t y o f S c i e n c e and T e c h n o l o g y ，1 9 9 4，1 4f 1 1 212 5 ． i n Ch i n e se 俞启香． 矿井瓦斯防治[ M] ．徐州中国矿业大学出版社，1 9 9 2 ． Y u Qi x i a n g ． Ga s P r e v e n t i o n a n d C u r e o n C o a l Mi n e [ M] ． Xu z h o u C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y Pr e s s ， 1 9 9 2 ． i n Ch i n e s e 李鸿 昌． 矿 山压力 的相似模拟试验 [M] ．徐州中国矿业大学出版 社 ，1 9 8 8 ． L i Ho n g c h ang ． Th e S i mi l i t u d e Ma mr i a l Mo d e l Te s t o n t h e R o c k P r e s s u r e [ M] ． X u z h o u C h i n a Um v e i ty o f Mi n i n g and T e c h n o l o g y P r e s s ，1 9 8 8 ． i n C h i n e se S k o c z y l a s F， He n r y J E A s t u d y o f the i n t r i n s i c p e r me a b i l i t y o f g r a n i t e t o g a s [ J ] ． I n t ． J ． R o c k Me c h ． Mi n ． S c i ． a n d Ge o me c h ． Ab s t r ． ， 1 9 9 5 ， 3 2 1 7 1 1 7 9 ． 石必明．远距离下保护层开采覆岩 煤 变形及透气性变化规律的研 究[ 博士学位 论文] [ D ] ．徐州 中国矿业大学 ，2 0 0 4 ． S h i B i mi n g ． Re s e arc h o n t h e l a ws o f t h e p e n e t r a b i l i t y c h a n g e a n d t h e c o a l sea m d e f o rm a t i o n b y t h e f ar- d i s t a n c e p r o t e c t i n g s t r a t u m m i n i n g [ P h ．D． T h e s i s ] [ D ] ． Xu z h o u C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y ， 2 0 0 4． i n Ch i n e s e 孙培德．变形过程中煤样渗透率变化规律 的试验研究[ J ] ．岩石力 学与工程学报， 2 0 0 1 ， 2 0 增 1 8 0 1 1 8 04． S u n P e i d e ． T e s t i n g s t u d y o n c o a l s p e c i me n p e r me a b i l i t y d u ri n g s o l i d d e f o r ma t i o n p r oce s s [ J ] ． Ch i n e s e J o u r n a l o f Ro c k M e c h a n i c s a n d En g i n e e r i n g， 2 0 01， 2 0 S u p p ． 1 8 011 8 04 ． i n Ch i n e s e [ 1 0 ]刘才华，陈从新，付少兰． 剪应力作用岩体裂隙渗流特性研 究[ J ] ． 岩石力学与工程学报，2 0 0 3 ，2 2 1 0 1 6 5 1 1 6 5 5 ． L i u C a i h u a ， Ch e n Co n g x i n ， F u Sh a o l a n ．S t u dy o n s e e p a g e c h ara c t e r i s t i c s o f a s i n g l e r o c k f r a c t u r e u n d e r s h e ar s t r e s s e s [ J ] ． C h i n e s e J o u r n a l o f R ock Me c h a n i c s and En g i n e e rin g， 2 0 0 3 ， 2 2 1 0 1 6 511 6 5 5 ． i n Ch i n e s e 维普资讯