煤岩渗透率对孔隙压力变化响应规律的试验研究

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1、第32卷第2期许江等：煤岩渗透率对孔隙压力变化响应规律的试验研究•7•煤岩渗透率对孔隙压力变化响应规律的试验研究许江1，2，曹偈1，2，李波波1，2，周婷1，2，李铭辉1，2，刘东1，2(1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆400044；2.重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室，重庆400044)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，开展不同有效围压条件下分别充CH4与CO2气体时原煤的渗透率与孔隙压力之间关系的试验研究，以探讨在低孔隙压力的环境下，煤岩渗透率对孔隙压力变化响应的敏感性。研究结果表明：(1)在低孔隙压力的环境下，煤岩

2、渗透率随孔隙压力的增加呈幂函数递减趋势，其过程可分为渗透率加速变化阶段和稳定变化阶段；(2)相同孔隙压力、有效围压条件下，充CH4气体的煤岩渗透率高于充CO2时的煤岩渗透率；(3)采用渗透率变化率Dp以及孔隙压力敏感性系数Cp评价渗透率对孔隙压力的敏感性，得出孔隙压力小于1.0MPa时，煤岩渗透率对孔隙压力的响应程度较为显著，并基于Cp推导出煤岩渗透率与孔隙压力的函数关系式。关健词：采矿工程；孔隙压力；有效围压；渗透率；敏感性系数中图分类号：TD713文献标识码：A文章编号：1000–6915(2013)02–0225–06EXPERIMENTALRESEARCHONRESPO

3、NSELAWOFPERMEABILITYOFCOALTOPOREPRESSUREXUJiang1，2，CAOJie1，2，LIBobo1，2，ZHOUTing1，2，LIMinghui1，2，LIUDong1，2(1.StateKeyLaboratoryofCoalMineDisasterDynamicsandControl，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China；2.StateandLocalJointEngineeringLaboratoryofMethaneDrainageinComplexCoalGasSeam，Chongqi

4、ngUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Basedonself-developedtriaxialservo-controlledseepageequipmentforhot-fluid-solidcouplingofcoalcontainingmethane，permeabilityofcoalsampleafterinjectedofCH4orCO2underdifferenteffectiveconfiningpressuresandporepressuresisdetermined，inordertoresearchthe

5、responselawofthepermeabilitytoporepressure.Theresultsshowasfollows：(1)Atthelowporepressure，thepermeabilitydecreaseswhentheporepressureincreases；anditsevolutioncanbedividedintoacceleratingchangestageandstablechangestage；(2)ThepermeabilityofcoalwhenfillingCO2islowerthanthatwhenfillingCH4atthes

6、ameeffectiveconfiningpressureandporepressure.(3)Usingtheparameters，changerateofpermeabilityDpandthesensitivenesscoefficientofporepressureCptoevaluatetheporepressure-sensitive，whichindicatesthattheresponsivenessofpermeabilitytoporepressureissignificantwhentheporepressureislessthan1.0MPa.Thenb

7、asedontheCp，thefunctionalrelationshipbetweenpermeabilityofcoalandporepressureisderived.Keywords：miningengineering；porepressure；effectiveconfiningpressure；permeability；sensitivenesscoefficient第32卷第2期许江等：煤岩渗透率对孔隙压力变化响应规律的试验研究•7•1引言煤层气作为优质清洁能源，具有极大的开发