破碎煤岩体瓦斯-水相对渗透特性试验研究

作     者：张天军 张硕 庞明坤 王小军 李洋 ZHANG Tianjun;ZHANG Shuo;PANG Mingkun;WANG Xiaojun;LI Yang

作者机构：西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学理学院陕西西安710054 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2023年第54卷第6期

页      面：1-10页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51774234) 陕西省自然科学基金资助项目(2021JM-390) 

主　　题：瓦斯抽采 破碎煤样 相对渗透率 孔隙度 含水饱和度 有效应力 

摘      要：为探究瓦斯抽采钻孔孔周破碎煤岩体中瓦斯-水相对渗透特性,利用自主研发的破碎岩体气液耦合渗透试验系统,采用稳态渗透法开展了瓦斯-水耦合渗透试验,得到了煤样渗透参数随渗透压和轴向压力的变化特征,并分析了渗透参数间的相互影响关系。结果表明:承压破碎煤岩体孔隙度随轴向压力的增加呈快速下降、缓慢下降和趋于稳定的阶段性特征;随着含水饱和度的增加,煤样气体相对渗透率快速下降,水相对渗透率线性上升,气体和水相对渗透率表现出竞争关系,且气体渗透率对于含水饱和度的敏感程度更高;气体和水的总渗透率随有效应力的增加而减小,服从指数函数关系,有效应力会影响破碎煤岩体孔隙结构的变形过程,随孔隙度的减小,气体有效渗透率降低,相对渗透率增加;渗透压对于水和气体相对渗透率的影响可分为气体占优阶段、等渗阶段和水占优阶段,临界渗透压取值范围为0.4~0.6 MPa。