不同含水率煤樣瓦斯滲流特性的實驗研究

張國華，畢業武，王 磊，高明星，蒲文龍

(1.黑龍江科技大學 哈爾濱 150022； 2.黑龍江科技大學 礦業工程學院，哈爾濱 150022; 3.黑龍江科技大學 安全工程學院，哈爾濱 150022)

0 引 言

煤層滲透率及其演化直接影響著地下流體的滲流行為，其影響因素和作用機制一直為眾多學者所關注[1-4]。目前，有眾多專家學者從應力、煤基質收縮及溫度等角度探討了滲透率的變化規律[5-7]。周軍平等[8]根據煤基質的壓縮效應以及有效應力的影響，建立了滲流數學模型。孟召平等[9]提出了滲透率和應力之間的量化關系式及其相關模型。劉永茜等[10]研究了含水率對煤層裂隙變形及煤層氣運移的控制作用。趙繼濤[11]研究了不同含水率對低滲煤層氣體的滲流影響。賀玉龍等[12]通過實驗室實驗探討了溫度和應力對巖石的滲透特性的影響。張志剛[13]研究了煤體在受到瓦斯吸附與應力共同影響下的瓦斯滲透特性變化特征。趙俊龍等[14]對氣-水兩相煤體有效滲透率動態的變化規律進行了研究。潘一山等[15]運用無損檢測NMRI成像技術對煤層中氣-水兩相滲流規律進行了實驗研究。

上述研究主要是針對含水率對煤樣滲透特性的影響，但是，對于含水率和應力共同影響下的煤樣滲透率研究較少。鑒于此，筆者以黑龍江龍煤集團某礦高瓦斯煤樣制備的型煤試件為研究對象，借助自制的滲流實驗平臺，進行了多種應力、瓦斯壓力條件下，不同含水率煤樣瓦斯滲流實驗研究，分析了含瓦斯煤在水-力耦合作用下滲透率演化規律，以期對瓦斯災害治理和煤層氣開采工作有一定的借鑒意義。……