温度影响瓦斯抽采中煤层变形与渗透率的实验研究

"该研究主要关注瓦斯抽采过程中温度变化对煤层变形及渗透率的影响，通过在重庆松藻煤矿K2煤层进行实验，使用热流固耦合三轴伺服渗流试验装置，分析不同温度下瓦斯煤在气体压力下降时的渗流特性。结果显示，随着温度升高，煤层的轴向应变先减小后增加，径向应变则向负值方向发展，而渗透率则普遍表现为先降低后上升。同时，煤样的渗透率变化与应变变化之间存在对应关系。" 这篇研究深入探讨了煤炭行业中的一个重要问题——瓦斯抽采的安全性和效率。在煤炭开采中，瓦斯抽采是降低矿井瓦斯爆炸风险的关键步骤。该研究指出，温度在这一过程中扮演了重要角色，对煤层的物理性质产生了显著影响。 首先，煤层的变形行为受温度影响。当气体压力下降，即在瓦斯抽采的过程中，煤层的轴向应变与温度的关系并非线性。随着温度的升高，最初轴向应变稍微减小，随后逐渐增大。这意味着，温度的变化可能会影响煤层的稳定性，过高或过低的温度都可能导致煤层结构的变化，从而影响抽采效果。 其次，径向应变的负值发展趋势揭示了煤层在温度升高时的收缩现象，这可能是由于热膨胀系数和煤的内在性质相互作用的结果。这种收缩可能改变煤层的孔隙结构，进而影响瓦斯的流动特性。 再者，渗透率的变化趋势对于理解瓦斯抽采效率至关重要。在所有测试的温度条件下，煤层的渗透率均经历了一个先减小后增大的过程。这表明，初期阶段温度升高可能暂时降低了瓦斯的排放速率，但随着温度的继续升高，煤层的渗透性能得到改善，有助于瓦斯的进一步抽取。这种现象可能与煤层的微观结构变化、孔隙的开放程度以及气体分子的运动速度等因素有关。 最后，渗透率与应变之间的对应关系揭示了煤层物理状态变化与瓦斯流动性的直接联系。这为优化瓦斯抽采策略提供了理论依据，通过控制温度可以有效地调节煤层的变形和渗透性，从而提高抽采效率，减少潜在的安全风险。 这项研究强调了在瓦斯抽采过程中考虑温度因素的重要性，对于煤炭行业的安全管理和技术改进具有深远的指导意义。通过更深入地理解和利用这些发现，可以开发出更有效的瓦斯抽采技术和设备，确保矿井作业的安全，并优化能源的开采效率。