煤样渗透率对围压敏感性试验：尺度效应分析

"考虑尺度效应的煤样渗透率对围压敏感性试验研究" 这篇研究主要探讨了煤样渗透率在不同尺度下对围压变化的敏感性。通过对不同尺寸（d=2.5, 3.8, 10 cm）的煤样进行实验，研究人员发现煤样的渗透率与围压之间存在负指数关系，即围压增加会导致渗透率降低。尤其值得注意的是，小尺度的煤样（d=2.5 cm）在围压加载和卸载时的渗透率变化比大尺度煤样（d=10 cm）更为显著，这表明渗透率对围压的敏感性具有尺度效应。 在围压加载过程中，尺度效应起初表现得较为明显，但随着围压的增大，这种效应逐渐减弱。而在围压卸载时，情况相反，尺度效应变得更为突出。研究者还推导出一个基于尺度效应的计算公式，用于描述煤样渗透率对围压敏感性的关系，并界定了该公式的适用范围。这个公式对于理解和预测不同尺度煤层在实际开采中的透气性变化具有重要意义，可以为矿井通风安全和煤炭开采工程提供理论支持。 关键词涉及的"尺度效应"是指在不同尺寸或规模下，物理现象的性质或行为可能发生变化的现象。"渗透率"是衡量流体通过多孔介质能力的物理量，对于理解煤层的气体排放和流体流动至关重要。"围压"则指的是周围岩石或介质对煤样的压力，直接影响煤的结构和性能。"敏感性"在此指渗透率对围压变化的响应程度。这些概念在煤炭科学研究中占有重要地位，特别是在矿井安全、煤炭开采效率和环境保护等方面。 这项研究的成果不仅加深了我们对煤层透气性随尺度变化的理解，也为优化矿井通风系统、减少开采过程中的安全事故提供了科学依据。同时，对于制定更加精确的煤层气开发策略和提高煤炭资源的可持续利用也具有积极影响。