考虑含水率影响的煤岩变形及渗透率模型

• 作者: 任崇鸿 张敏 李建华 李波波 杨康 许江
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 煤岩 孔隙压力 含水率 渗透率 变形
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 1076-1083
• 页数: 8页
• 分类号: TD313
• 字数: 6711字
• 语种: 中文

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	许江	重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室	148	3244	35.0	52.0
2	李建华	贵州大学矿业学院	16	31	4.0	5.0
3	杨康	贵州大学矿业学院	29	65	4.0	7.0
4	任崇鸿	贵州大学矿业学院	12	9	2.0	3.0