含瓦斯煤卸压变形与渗透率实验研究

"含瓦斯煤多级式卸围压变形破坏及渗透率演化规律实验" 本文是关于煤炭开采中的一项重要研究，主要关注的是含瓦斯煤在多级卸围压条件下的变形、破坏和渗透率变化规律。研究在重庆松藻煤电有限责任公司旗下的打通一矿7号煤层进行，采用了一种特制的"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置"，以模拟不同初始围压和瓦斯压力环境。 实验结果显示，当开始卸围压时，煤岩并不会立即发生破坏失稳，而是经历一个短暂的稳定期（σ1u），在此期间，煤岩能够承受一定的压力而不立刻破裂。随着多级卸围压的进行，煤岩逐渐失去稳定性，这个过程不是线性的，每经过一级卸围压，煤样的变形和渗透率变化速度都会加速增加。值得注意的是，在围压恒定的阶段，煤岩的蠕变（缓慢持续的形变）速度和渗透率同样呈现加速增长的趋势，这表明卸围压对煤岩结构的影响是累积且加速的。 对比卸围压阶段和围压恒定阶段，发现卸围压时煤岩的变形和渗透率增大速度更快，这意味着卸围压过程中煤岩的破坏程度更为严重。此外，无论在卸围压还是恒定围压下，围压的降低导致的横向变形速率超过了轴向变形速率，这可能意味着煤层的稳定性在横向受到了更大的挑战。 关键词"瓦斯"、"卸围压"、"渗透率"和"蠕变"揭示了研究的核心内容。瓦斯的存在增加了煤层的复杂性，因为瓦斯压力的变化会影响煤岩的力学性质；卸围压是采矿作业中的常见操作，其对煤岩结构的影响直接关系到安全性和生产效率；渗透率是衡量气体（如瓦斯）在煤层中流动能力的关键参数，其变化直接影响瓦斯的抽采和排放；蠕变则反映了煤岩在长时间压力下的变形特性，是评估煤岩稳定性的重要指标。 该研究对于理解含瓦斯煤层的动态行为，预测煤岩破坏的可能性，以及制定更有效的瓦斯防治策略具有重要意义。它不仅提供了理论依据，也为实际矿井的安全管理和瓦斯治理提供了实验数据支持。同时，这种热流固耦合的试验方法对于未来同类研究具有参考价值，可以进一步推广应用于其他地质条件下的含瓦斯煤层分析。