超前卸压下煤层瓦斯抽采的固气耦合实验研究

本篇文章《本煤层超前卸压瓦斯抽采的固-气耦合试验》发表于2012年11月的中国矿业大学学报，由秦伟、许家林和彭小亚三位作者共同完成。研究主要关注的是在煤炭开采过程中，针对不同工作面推进速度条件下的超前支承压力变化以及瓦斯抽采量的规律性，特别关注了轴压和围压这两种主要的卸载方式对煤岩固-气耦合效应的影响。 研究发现，在轴压和围压同时卸载过程中，煤样经历了一个复杂的过程，包括应变回弹、应变增加和应变软化三个阶段。卸载起始点越小，即开始卸载的时间点越早，围压卸载速度越慢，煤样在应变回弹阶段的表现越显著，显示出更大的弹性恢复。相反，随着卸载速度加快，煤样迅速进入应变增加和应变软化阶段，这意味着其结构稳定性可能下降。 另一方面，当固定围压并逐渐加载轴压时，煤岩的渗透率会逐渐降低，导致瓦斯流量减小。而在轴压和围压同时卸载的过程中，煤岩的渗透率经历了一个从缓慢增长到快速提升的过程。值得注意的是，当卸载达到一定阈值时，煤岩的渗透率会出现突跃现象，这可能是由于应力释放和微结构变化引起的。 关键词“瓦斯抽采”、“固-气耦合规律”、“介质变形”和“渗透率”揭示了论文的核心内容，即研究者关注如何通过优化卸载策略来提高瓦斯抽采效率，并理解这种耦合作用对煤岩物理特性的影响。这项工作对于理解和控制煤矿开采过程中的瓦斯排放，确保矿井安全具有重要的实践意义。 该研究通过实验数据深入探讨了煤层开采中关键参数对固-气耦合行为的影响，为优化开采技术、预防瓦斯灾害提供了科学依据。