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卸围压煤岩体孔隙瓦斯渗流规律分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:含瓦斯煤层可视为含复杂、不规则的固流多相介质,在上覆岩层和压力、构造应力和瓦斯压力的共同作用下处于稳定状态。在煤矿生产中放散出来的煤层气又称为矿井瓦斯,是影响和威胁煤矿正常安全生产的有害气体。瓦斯对煤矿安全作业构成的巨大威胁主要表现在瓦斯积聚超限、煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸等方面。因此,原煤变形破坏规律和瓦斯渗流规律以及两者之间的相关性是研究煤矿灾害动力学机理的主要问题。

卸围压煤岩体孔隙瓦斯渗流规律分析

含瓦斯煤层可视为含复杂、不规则的固流多相介质,在上覆岩层和压力、构造应力和瓦斯压力的共同作用下处于稳定状态。在煤矿生产中放散出来的煤层气又称为矿井瓦斯,是影响和威胁煤矿正常安全生产的有害气体。瓦斯对煤矿安全作业构成的巨大威胁主要表现在瓦斯积聚超限、煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸等方面。在开采过程中,伴随原煤内部原生孔隙裂隙扩展及相互连通,形成贯通面,局部能量大量聚集,原煤处于不稳定状态。当能量突然释放时,就会促发煤矿动力灾害。因此,原煤变形破坏规律和瓦斯渗流规律以及两者之间的相关性是研究煤矿灾害动力学机理的主要问题。

国内外学者对载荷状态煤样的渗透率及其影响因素进行了系统的研究,研究表明影响煤层渗透率的因素十分复杂,渗透率与地质构造、应力状态以及自身内部结构有关。周世宁等建立了煤层瓦斯渗流和煤层渗透率的测试方法,求出了一维煤层瓦斯渗流微分方程的近似分析解;鲜学福等利用真实气体状态方程代替理想气体状态方程推导出煤层瓦斯渗流的微分方程;美国学者奥图奈根据质量、动量及能量传递原理,建立突出时瓦斯的流动模型;等等。(www.xing528.com)

基于以上的研究成果,利用重庆大学自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置,对煤岩在卸围压作用下的渗透率进行试验,探讨卸压状态下煤岩变形和渗透率变化之间的相互关系。

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