气体压力加卸载过程中无烟煤变形及渗透特性的试验研究

【摘要】：利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,以无烟煤型煤试件为研究对象,进行不同轴压、围压条件下气体压力加卸载过程中渗流试验研究,模拟不同煤层深度,以探讨煤变形及瓦斯运移演化规律。研究结果表明:(1)在加载过程中,煤应变量减小,吸附瓦斯产生较大的膨胀变形,呈现线性关系,在卸载过程中,煤应变呈增大趋势,煤逐渐被压缩。随轴压、围压增大,下降单位气体压力引起的煤应变升高量降低,应变响应程度减小。(2)在加载过程中,随气体压力升高,渗透率先减小后增大趋势,煤渗透率呈类似"V"型变化趋势,气体压力在1.2 MPa左右存在明显的拐点,体现煤孔隙扩张的程度和吸附瓦斯层增厚程度影响,依赖于吸附作用或有效应力占主导地位。在卸载过程中,随着气体压力降低,煤渗透率呈先减小后增大趋势,渗透率增大且变化速度加快,主要依赖有效应力作用或基质收缩的主导地位差异。(3)随有效应力的增大,煤渗透率呈先减小后增大的趋势。煤渗透率随有效应力增大呈对数函数或指数函数关系。(4)气体压力具有典型二阶段特征,同时渗透率与体积应变具有密切关系,体现出有效应力、吸附膨胀与煤基质收缩同时对裂隙等内部结构的影响。 【作者单位】： 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室;重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室;贵州大学矿业学院;贵州大学贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室;
【基金】：国家科技重大专项资助项目(2011ZX05034–004) 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB201203) 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室访问学者基金项目
【分类号】：TD313.1;TD712.6

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