真三维应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统研制

摘要：

为了研究深部煤层复杂应力环境下煤岩的力学特性与渗流润湿规律,自主研制真三维应力下煤岩水力润湿范围动态监测试验系统,其主要由应力加载系统、液压伺服系统、数据采集与控制系统、声发射监测系统等组成.该系统的创新性及先进性如下:(1)开展煤岩不同地应力、不同流体压力、不同采动应力、不同温度等多场耦合条件下的试验研究;(2)进行不同地应力、不同流体压力、不同温度条件下煤岩的水力压裂试验,研究煤岩裂纹起裂位置及裂隙扩展等的变化情况;(3)开展不同地应力及采动应力下多孔介质水、气等多相流体各向异性渗流试验,深入研究试样的各向异性对渗流效果产生的影响;(4)进行不同地应力及采动应力条件下多孔介质液相流体的润湿试验研究,并结合声波测试分析液相流体在不同流体压力下的动态润湿范围及润湿过程;(5)全密封设计,在注水管前端安装球形声发射探头,压头上安装声波传感器接收球形声发射探头发射的激励信号,试样用可拆卸压头单独固定并密封,保证声发射系统正常工作下试样的整体密封.通过一系列试验对该系统的准确性和可靠性进行验证,结果表明试验系统准确可靠.该系统为多场多相耦合条件下煤岩水力压裂、渗流、润湿全过程的规律研究及变化机制提供新手段.

关键词：岩石力学、多场耦合、多相流体、水力润湿、渗流、声发射、动态监测

所属期刊栏目：41

分类号：TU45(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;山东省自然科学基金杰出青年基金项目;山东省高等学校青创科技支持计划

在线出版日期：2022-04-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：240-253