热应力下有效应力对原煤渗透率的影响研究

本文主要探讨了热应力作用下有效应力对原煤渗透特性的影响。研究使用了重庆大学自主研发的煤岩热流固耦合实验系统（THM-2），通过在不同应力阶段（如围压和轴压）、不同瓦斯压力以及不同温度条件下进行三轴加载渗流试验。实验结果揭示了一个关键现象：在三种不同应力状态下，随着温度的升高，煤岩的渗透率呈现出逐渐下降的趋势，然而这种下降的速度并不是线性的，而是随着温度的增加而减缓。 围压和轴压在实验中起到了显著的作用，它们对煤岩中的裂隙扩展起到了抑制作用，这导致了渗透率减小速度的减慢。这意味着在高温和高压条件下，尽管煤岩的渗透性会降低，但其减小的敏感性会有所减弱，这对理解和预测煤炭开采过程中的瓦斯流动行为至关重要。 研究者进一步通过建立基于热应力作用下的渗透率与有效应力的关系表达式，对实验数据进行了理论计算。令人满意的是，计算结果与实际试验数据有良好的吻合度，表明该表达式能够准确地反映煤样的渗透特性。这对于优化煤矿开采过程中的安全措施和提高瓦斯治理效率具有重要的工程实践意义。 关键词包括“渗透率”、“温度”、“热应力”、“有效应力”、“瓦斯压力”和“原煤渗透特性”，这些关键词揭示了论文的核心研究内容和焦点。该研究成果对于煤炭工业中理解和控制热应力对煤层稳定性的影响，以及优化开采技术策略具有深远影响。 这项研究提供了一种定量分析方法，用于评估热应力环境下有效应力如何影响煤炭的渗透性，这对于煤炭行业的安全生产和技术进步具有实际价值。