煤滲透性能及煤與瓦斯突出過程模擬實(shí)驗研究.pdf

1、煤作為一種復(fù)雜的多孔介質(zhì)，其滲透性能的影響因素眾多，而煤與瓦斯突出是煤礦開采過程中發(fā)生的一種極其復(fù)雜的動力現(xiàn)象。本文在系統(tǒng)測試分析煤的基本物理力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，利用煤炭科學(xué)研究總院重慶研究院自制的三軸滲流儀對4種煤樣在三軸應(yīng)力條件下平均有效應(yīng)力、溫度與瓦斯壓力綜合作用時煤滲透性能演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并利用西南資源開發(fā)及環(huán)境災(zāi)害控制工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗室（重慶大學(xué)）研制的煤與瓦斯突出過程模擬試驗臺探討了不同瓦斯壓力、不同突出口徑下的煤

2、與瓦斯突出特性，取得了以下研究成果：
　　1）在三軸應(yīng)力條件下，隨著溫度升高及平均有效應(yīng)力增大，煤層滲透率逐漸降低，同時在長期有效應(yīng)力作用下，煤樣滲透率會降低；相同條件下，煤樣視密度越小，其滲透率越大，同時煤樣表面孔隙分布的盒維數(shù)與其滲透率存在一定的相關(guān)性；不同煤樣，其平均有效應(yīng)力敏感系數(shù)及溫度敏感系數(shù)的演化趨勢相似，而平均有效應(yīng)力對煤樣瓦斯壓力敏感系數(shù)演化的影響很小。
　　2）不同條件下的煤與瓦斯突出過程模擬實(shí)驗表明，在一

3、定條件下，瓦斯壓力與突出口徑可以影響煤與瓦斯突出的發(fā)生以及突出的強(qiáng)度，即煤與瓦斯突出存在瓦斯壓力閾值及突出口開口面積閾值，低于此閾值時不會發(fā)生突出，只有高于此閾值才會發(fā)生突出。在高于此閾值時，隨著瓦斯壓力或開口面積的增大，突出強(qiáng)度會增加。半圓形開口條件下的實(shí)驗表明，開口面積對突出強(qiáng)度的影響較明顯，同時開口形狀也對突出存在重要的影響。
　　3）在突出實(shí)驗過程中，充氣時，煤層溫度呈波動式上升，突出發(fā)生時，煤層溫度降低，降低的速度與突出