突出煤层卸压边界区径向瓦斯渗流试验研究

"该研究是关于淮北青东煤矿8号突出煤层煤样的径向瓦斯渗流特性，通过自行设计的实验装置在不同轴压、瓦斯压力和钻孔孔径条件下进行试验，旨在了解卸压边界区的瓦斯流动规律。试验发现，瓦斯渗流量与瓦斯压力成二次多项式关系，渗透率在高瓦斯压力下会稳定；覆压增加会降低渗透率；钻孔孔径大小对渗透率有显著影响，尤其是低轴压时，大孔径试样的渗透率较高，但随着轴压增加，两种孔径的渗透率趋向一致。该研究对于理解和预测煤层瓦斯渗流行为，以及制定有效的瓦斯防治策略具有重要意义。" 该研究属于行业研究范畴，具体探讨了矿井中瓦斯渗流的问题，这对于煤矿安全和瓦斯治理至关重要。淮北青东煤矿的8号煤层是突出煤层，这意味着该区域存在较高的瓦斯涌出风险，因此对瓦斯渗流特性的深入理解是必要的。实验采用径向瓦斯渗流实验系统，模拟了实际矿井中的各种工况，包括轴压变化、瓦斯压力变化和钻孔尺寸的影响。 研究结果显示，瓦斯压力与径向瓦斯渗流量之间存在正比关系，且这种关系可以用二次多项式来描述。这表明提高瓦斯压力会增加瓦斯的渗出速率，但并非线性增长。另一方面，渗透率（衡量煤层对瓦斯的允许流过能力的参数）在瓦斯压力从0到0.6 MPa的范围内快速降低，随后下降速度变慢，并最终趋于稳定。这可能意味着在一定压力区间内，煤层对瓦斯的封闭能力会增强。 同时，研究还发现覆压（即煤层上方的压力）的增加会线性降低渗透率，这意味着煤层在更大压力下对瓦斯的阻挡作用更明显。此外，钻孔的大小对瓦斯渗流也有显著影响，特别是在低轴压条件下，大孔径的试样由于释放了更多压力，其渗透率明显高于小孔径试样。然而，当轴压增加时，两种孔径的渗透率差异逐渐减小，最终趋向一致，这提示我们在实际操作中，需要综合考虑轴压和钻孔尺寸的影响来优化瓦斯排放策略。 这项研究对于煤矿的瓦斯控制技术提供了理论依据，有助于制定更有效的防突措施，防止煤矿事故的发生，同时也为矿井瓦斯抽采和矿井通风设计提供了重要参考。通过深入理解这些复杂的渗流特性，可以更好地预测和管理矿井中的瓦斯流动，从而保障煤矿作业的安全。