煤样围压下渗透率敏感性实验揭示瓦斯运移规律

该研究论文聚焦于"煤样渗透率围压敏感性试验研究",针对采掘工作面前方煤体在实际开采过程中的复杂受力状态，研究团队利用他们自主研发的受载煤岩瓦斯渗流试验系统，对不同含水率的煤样在经历两次加压和减压过程中的渗透率特性进行了深入探讨。主要发现有以下几点： 1. 无因次渗透率与围压的关系：随着围压的增加，煤样的无因次渗透率（即渗透率与压力无关的相对值）及渗透率损害系数呈现出减小趋势，且这种减小的幅度并非线性，而是逐渐趋于平缓。这表明高围压条件下，煤体的渗透性可能相对稳定。 2. 应力敏感性差异：首次加载过程中煤样的应力敏感性明显大于第二次加载，这意味着初次受到较大压力时，煤样的渗透率变化更为显著。同时，应力敏感系数随煤样含水率的上升而增大，说明含水率对煤样的渗透率响应有显著影响。 3. 渗透率的可逆性：围压的升降过程并非完全可逆，即煤样在卸载后的渗透率恢复程度低于加压前的状态，这表明煤体的微观结构在受到多次循环加载后可能会发生不可逆损伤。 4. 渗透率损害：第一次加、卸载期间，煤样的渗透率损害较大，且含水率越高，损害越严重；而在第二次加、卸载过程中，渗透率损害率有所减小，显示出一定的恢复能力。这说明控制煤层含水率对于减少渗透率损害至关重要。 这些研究成果为深入理解煤层瓦斯的运移规律提供了实验依据，有助于优化煤层瓦斯抽采策略，并为煤矿瓦斯灾害的预防和控制提供了重要的理论支持。因此，这项工作在煤炭工业领域具有较高的实用价值和理论意义，对于保障矿井安全和提高能源利用效率具有重要意义。