固-气耦合材料的渗透特性试验：淀粉含量与水泥比例的影响

本研究论文聚焦于新型"固-气"耦合物理相似材料的渗透特性，这是在矿产开采和气体渗流模拟领域中的一个重要课题。作者团队由刘俊、赵鹏翔、邬忠诚和郑三龙等专家组成，他们在瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室、中煤科工集团重庆研究院有限公司、西安科技大学能源学院以及神华新疆能源有限责任公司乌东煤矿等多个机构合作，致力于开发出能满足特定渗透性能需求的类似材料。 研究的核心在于探究水泥砂子质量比（A）和淀粉含量（B）这两个关键因素如何影响材料的渗透率。A因素设置了5个不同的水平，B因素则有6个水平，这样总共设计出了30种实验配比方案。这些配比方案的选定是为了通过实验证明，改变这两种成分的比例可以精确控制材料的渗透性能，这对于理解和预测实际地质环境中气体流动的行为至关重要。 实验结果显示，试件的渗透率与淀粉含量之间呈现出线性关系K=ae-bx，这意味着淀粉含量越高，材料的渗透性可能越弱。另一方面，渗透率与水泥砂子质量比之间的关系为K=-clnx+d，表明随着质量比的增加，渗透性呈现下降趋势，这与岩石的致密度和强度成反比，即岩石结构越紧密，渗透性越低，这与地质学中的基本物理规律相吻合。 这一发现对于优化相似材料的设计，提高"固-气"耦合模拟试验的准确性具有重要意义，对于理解和控制地下矿产开采过程中的气体流动，如瓦斯逸出或排放管理等方面，提供了重要的理论依据和技术支持。同时，也为其他领域的相似材料研发提供了新的思路和参数调控方法，进一步推动了固体-气体相互作用的研究进展。该研究成果发表在2016年的《煤炭科技》杂志上，被赋予了较高的学术价值和实用意义。