加载卸载影响下层理裂隙煤体渗透特性研究

本文主要探讨了"不同加卸载下层理裂隙煤体的渗透特性研究"这一主题，针对煤炭工业中的重要问题，研究者采用了先进的煤岩渗透-力学试验系统。该实验在特定条件下对含有层理结构的原煤试件进行了深入的动态测试，旨在揭示在压力变化（即加载和卸载）过程中煤体渗透性能的变化规律。 在加载阶段，随着有效应力的增加，层理面的间隙宽度显著减小，导致渗透率下降。实验发现，初始阶段，渗透率的降低非常迅速，当有效应力从1 MPa提升到7 MPa时，渗透率下降幅度达到了惊人的81%，显示出加载对煤体层理裂隙的显著影响。之后，渗透率的下降趋势趋于平缓，表明压力对裂隙的影响已达到一定程度的饱和。 卸载阶段，随着外部压力的减少，受压的层理裂隙开始恢复，这导致渗透率有所上升。然而，值得注意的是，尽管裂隙有所复原，但最终渗透率仅恢复到初始值的14%，说明加载过程中的变形和闭合已经对裂隙面造成了永久性损伤，卸载并不能完全逆转这一影响，从而造成了一定程度的渗透率损失。 为了更好地理解和预测这种现象，研究者构建了一个理论模型，将层理裂隙煤体的渗透率与其所承受的有效应力联系起来。通过与实验数据的对比分析，该模型与实际观察结果具有良好的一致性，为了解决实际开采中关于煤体渗透性变化的预测提供了有价值的参考。 本研究的关键领域包括加卸载效应、层理裂隙结构、渗透率的变化以及其在煤炭开采中的潜在影响。这对于优化采煤工艺、预防和控制瓦斯涌出、保障矿山安全等方面具有重要的实践意义。此外，该研究也体现了科研人员对煤炭地质学和采矿工程领域的深入探索，提升了我们对复杂地质条件下煤炭资源管理的理解。