干湿循环对含瓦斯煤渗透率的定量研究

本文主要探讨了干湿循环对含瓦斯煤渗透率的影响。作者通过利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置，对原煤样本进行了详尽的实验研究。研究针对不同的平均有效应力和干湿循环次数设置实验条件，以便深入了解这两种因素如何影响煤体的渗透性能。 实验结果显示，当温度保持恒定且干湿循环次数不变时，煤样的渗透率随平均有效应力的增加呈现出对数函数的减小趋势。这意味着在相同条件下，增加的压力会使得煤的孔隙结构受到压缩，从而降低其渗透性。此外，平均有效应力对渗透率的敏感性系数呈现出一个有趣的动态变化：随着干湿循环次数的增加，该系数也随之上升；然而，随着平均有效应力的进一步提升，敏感性系数反而下降，显示出复杂的作用机制。 在恒定温度和平均有效应力的情况下，干湿循环次数的增加导致煤样的渗透率有所提升，并且这种关系可以用线性函数进行量化。这表明干湿循环可能通过改变煤体内部的水分分布和结构，间接增强了其渗透性。同时，实验数据揭示出干湿循环次数越多，煤的吸水性越强，达到饱和状态时的含水率也越高。 这项研究不仅提供了关于含瓦斯煤在干湿循环作用下渗透特性的定量认识，还为煤矿开采过程中的地下水管理和瓦斯控制提供了有价值的参考依据。对于煤炭行业的实际应用和理论研究都具有重要的指导意义，尤其是在关注煤矿安全和环保的前提下，优化采掘工艺以减少瓦斯逸出的风险。