论文摘要
煤矿开采深度不断增加,煤层瓦斯含量升高导致动力灾害逐渐增多,给煤矿安全开采带来严峻考验。对于瓦斯在煤层中流动的研究一直以来都备受关注,其中渗透率正是影响煤层中瓦斯流动的关键参数之一。因此,为准确模拟开采环境变化导致的煤岩变形及渗透特性变化,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流装置,开展不同含水条件下孔隙压力升高过程中煤岩渗透特性的试验研究,建立考虑含水率的吸附方程和吸附-渗透率模型,探讨含水率和孔隙压力共同作用对煤岩变形及渗透特性的影响。研究结果表明:①孔隙压力升高过程中,径向应变及轴向应变随孔隙压力的升高均呈降低趋势,瓦斯流量的变化呈上升趋势,煤基质由于吸附瓦斯产生膨胀变形,体积应变逐渐减小。②当含水率恒定时,随着孔隙压力的升高,瓦斯吸附量随孔隙压力增大先增大而后趋于平缓,产生的吸附变形的变化趋势与其相同;当孔隙压力恒定时,煤岩的吸附量和吸附变形均随着含水率的增大而减小。③在恒定含水率条件下,煤岩渗透率曲线随孔隙压力的升高先减小后趋于平缓;而在相同的孔隙压力条件下,随含水率的增加,煤岩渗透率整体逐渐减小,而且含水率越大孔隙压力对渗透率的影响越弱,水分子对渗透率的影响越强。④构建了考虑含水率的吸附量计算方程,并在此基础上进一步构建考虑含水率煤岩吸附-渗透率模型,其中所计算的渗透率值与试验所测结果基本一致,反映了煤岩渗透率变化规律。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 李波波,李建华,杨康,任崇鸿,许江,张敏
关键词: 煤岩,孔隙压力,含水率,渗透率,变形
来源: 煤炭学报 2019年04期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅰ辑
专业: 矿业工程,安全科学与灾害防治
单位: 贵州大学矿业学院,贵州大学喀斯特山区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室,山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
基金: 国家自然科学基金资助项目(51804085),贵州省科学技术基金资助项目(黔科合J字[2015]2049号),黔科合平台人才科研资助项目([2018]5781号)
分类号: TD712
DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.2018.0608
页码: 1076-1083
总页数: 8
文件大小: 885K
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