温度和轴向变形耦合作用下受载含瓦斯煤渗流规律研究

摘要：

利用自主研发的三轴渗流实验装置，恒定围压和瓦斯压力条件，进行不同温度条件下的含瓦斯原煤渗流实验，模拟煤体变形中瓦斯渗流过程，建立了受载含瓦斯煤渗透性与温度和轴向应变的定性定量关系。结果表明：1)轴向应变对受载含瓦斯煤渗透率的影响很大，受载含瓦斯煤屈服之前，渗透率随轴向应变的增加而降低，且降幅逐渐减小；失稳破坏后，渗透率剧增，最高增幅为769%。2)温度变化对渗透率的影响与受载含瓦斯煤所处的变形阶段密不可分，从实验角度说明了开采过程对含瓦斯煤渗流特性的影响分3个主导阶段，即基质外膨胀主导阶段、基质内膨胀主导阶段和滑脱效应主导阶段。3)建立了适合受载含瓦斯煤应变与温度共同影响下的渗透率计算公式k=(aT+b)εcT+d，该公式能很好地描述受载含瓦斯煤渗透率与应变和温度的关系。研究结果可以为瓦斯渗流规律的揭示和矿井瓦斯防治提供理论依据。

关键词：轴向应变、温度、受载含瓦斯煤、渗透率

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2012CB723103；教育部“创新团队发展计划”项目IRT1235；国家自然科学基金项目51104059；中国博士后科学基金项目2013M531674；河南省瓦斯地质与瓦斯治理省部共建国家重点实验室培育基地开放课题项目WS2012B07

在线出版日期：2015-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：168-174