水力耦合作用下煤变形及渗透率响应规律研究

作     者：王智欣 WANG Zhixin

作者机构：陕西德源府谷能源有限公司三道沟煤矿陕西府谷719400 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2024年第55卷第7期

页      面：51-58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] 

主　　题：煤层注水 流固耦合 围岩应力 孔隙水压 体积应变 渗透率 

摘      要：煤层注水过程中,应力与水压产生耦合作用使煤体形变,影响煤岩渗流。为探究注水渗流过程中煤岩体积应变和渗透特性演化规律,利用岩石力学试验机,对煤岩开展水力耦合渗流试验,得出应力对煤岩渗透率和体积应变特征的影响规律,从而探究水压影响下煤岩体积应变和渗透特性演化规律。试验结果表明:渗透率对于体积应变存在着明显的响应规律,通过数据拟合得到煤岩渗透率和体积应变存在指数函数关系;恒定水压试验中,煤岩渗透率呈现先减后增的趋势,此过程试件经历了由压缩到扩展的过程,在煤岩裂隙贯通后渗透率达到极大值;变水压试验过程中,煤岩裂隙在较少的水压循环次数下处于压密状态,渗透率波动下降,但随循环次数增加,裂隙扩张,煤岩渗透率在水力耦合作用下开始增加;相同应力条件下,高孔隙水压促进裂隙扩展,促进体积应变量的增加以及渗透率的增长。