固流耦合下煤层气解吸-渗流实验研究

"固流耦合作用下煤层气解吸-渗流实验研究 (2006年)，唐巨鹏，潘一山，李成全，石强，辽宁工程技术大学力学与工程科学系" 这篇2006年的科研论文详细探讨了在固流耦合作用下煤层气的解吸和渗流之间的相互作用规律。实验以阜新孙家湾矿这个典型的高瓦斯矿井为研究背景，采用自主研发的自压式三轴渗透仪进行实验。实验过程中，通过连续加载和卸载来改变轴压、围压和孔隙压，模拟了煤层气在三维应力条件下的运移过程，同时考虑了固流耦合作用的影响。 实验结果显示，在加载条件下，煤层气的渗透率和渗透系数与孔隙压力之间存在非线性递减的关系，符合负指数规律。随着孔隙压力的增加，渗透率和渗透系数都会相应减小。此外，解吸量和解吸时间则以多项式形式增长。实验还发现，渗透率和渗透系数存在一个临界值，当瓦斯孔隙压力小于这个临界值时，其值会随着孔隙压力的增大而减小。 而在卸载条件下，有效水平应力与渗透率和渗透系数的关系呈现出抛物线形态，即先减小后增大，这与解吸量和解吸时间的负指数递减关系形成了对比，揭示了煤层气开采过程中的三个主要阶段：有效应力主导阶段、基质收缩主导阶段和滑脱效应主导阶段。 这些实验结果不仅真实地反映了煤对瓦斯的吸附和解吸行为，而且实验结论与先前的研究相吻合，验证了实验方法的合理性。论文的关键点在于固流耦合的概念，它强调了固体和流体相互作用对煤层气动态过程的重要影响，这对于理解和优化煤层气开采策略，以及预测和控制矿井瓦斯涌出具有重要意义。通过深入理解煤层气解吸与渗流的耦合作用，可以为煤矿安全生产提供理论支持，减少瓦斯事故的发生，提高矿井的经济效益和安全性。 中图分类号TE312和文献标识码A分别代表了该论文在科学技术分类体系中的位置和学术价值，表明这是一篇有关工程技术特别是矿业领域的专业研究论文。文章编号1000-1964(2006)02-0274-05则为该论文在特定期刊的唯一标识，便于后续引用和检索。