含瓦斯煤渗透特性试验及其影响机理分析_李伍成

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1、·12·(第42卷第7期)试验·研究含瓦斯煤渗透特性试验及其影响机理分析李伍成，陶云奇(河南煤业化工集团研究院有限责任公司，河南郑州450046)摘要:为研究含瓦斯煤渗透率影响机理，利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置，基于达西稳定流法试验原理进行了不同有效应力、不同温度和不同瓦斯压力水平下的煤样渗透特性试验。结果表明:在温度和瓦斯压力一定时，随着有效应力的增大，渗透率逐渐减小，且减小趋势逐渐减缓;在瓦斯压力和有效应力一定时，渗透率随温度升高逐渐减小，但其减小趋势基本不受有效应力改变的影响;在温度和有效应力一定时，渗透率随瓦斯

2、压力的升高呈先急剧减小而后逐渐平缓的趋势，具有明显的Klinkenberg效应。并依据试验结果分析了有效应力、温度和瓦斯压力各自对煤样渗透率的影响机理，研究成果为瓦斯抽放率提高和煤与瓦斯突出防治的更深层次研究提供了重要的理论支撑。关键词:渗透率;有效应力;温度;瓦斯压力;机理+中图分类号:TD712．53文献标志码:A文章编号:1003－496X(2011)07－0012－04PermeabilityDeterminationofGas－bearingCoalandItsInfluenceMechanismAnalysisLIWu－che

3、ng，TAOYun－qi(HenanCoalandChemicalIndustryGroupResearchInstituteCo．，Ltd，Zhengzhou450046，China)Abstract:Forstudyinginfluencemechanismonpermeabilityofgas－bearingcoal，bytriaxialservo－controlledseepageequipmentforthermo－fluid－solidcouplingofgas－bearingcoal，coalismeasuredindiff

4、erenteffectivestress，temperatureandgaspressurebasedonDarcy＇sLaw．Theresultsshowthat，whentemperatureandgaspressureisconstant，permeabilityisdecreasingwitheffectivestressincreasingandthedecreasingtrendisgraduallyslowdown;whengaspressureandeffectivestressisconstant，permeabilit

5、yisdecreasingwithtemperatureincreasingandthedecreasingtrendiswithlittleeffectivestressvarying;whentemperatureandeffectivestressiscon-stant，permeabilityisfirstrapidlydecreasingthengraduallyslowingwithgaspressureincreasinganditshowsobviouslyKlinkenberg＇seffect．Itisanalyzedo

6、nthebasisoftheresultsthateffectivestress，temperatureandgaspressureisrespectiveeffectofpermeabilityofgas－bearingcoal，andtheresearchachievementwillprovidesupportingintheoryforincreasinggasdrainageefficiencyandpreventingcoalandgasoutburst．Keywords:permeability;effectivestres

7、s;temperature;gaspressure;mechanism渗透率是反映瓦斯在煤层中渗流难易程度的煤与煤层气安全高效共采，仍需加强开展多因素作重要指标，标志着瓦斯抽采难易程度的关键参数，也用下的含瓦斯煤渗透特性试验及其影响机理分析研是研究煤层气开采、煤与瓦斯突出、井下瓦斯抽放等究方面的工作。利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦重大工程中经常用到的重要参数。因此，国内外广合三轴伺服渗流装置，基于达西稳定流法进行了不大学者围绕煤的渗透特性开展了大量研究工作，并同有效应力、不同瓦斯压力和不同温度水平下的煤〔1－6〕取得了众多有益成果，但以往

8、学者们多以单因样渗透特性试验，并分析了三因素各自对渗透率的素对含瓦斯煤渗透率影响研究为主，而将有效应力、影响机理，以期为矿井瓦斯综合治理和煤层气开采温度和瓦斯压力三因素共同考虑进行含瓦斯煤渗透