瓦斯压力影响煤样渗流特性的试验研究

"瓦斯压力对两种煤样渗流特性影响的试验研究" 本文是一篇行业研究，主要探讨了瓦斯压力对构造煤和硬煤渗流特性的影响。研究通过自行研制改造的含瓦斯煤热流固耦合三轴渗流实验装置进行，目的是理解在不同瓦斯压力条件下，煤岩的渗透率变化规律，这对提高煤层气抽采效率具有重要意义。 首先，文章指出煤样渗透率随着瓦斯压力的变化表现出显著的Klinkenberg效应。Klinkenberg效应是指在高压力下，气体通过微小孔隙时，由于边界吸附作用导致的渗透率降低的现象。实验结果显示，无论是软煤样还是硬煤样，其渗透率变化都遵循二次多项式函数。这表明瓦斯压力对煤样渗透率的影响不仅与压力本身有关，还与煤样的物理特性（如孔隙结构和吸附能力）密切相关。 其次，文章指出在不同的围压条件下，两种煤样的渗透率随瓦斯压力变化存在显著差异，且Klinkenberg效应的拐点也各不相同。拐点的变化反映了煤样吸附常数的影响，这是决定煤样对瓦斯吸附能力的关键因素。煤样渗透率先减小后增大的趋势可以归因于两个主要因素：一是Klinkenberg效应和瓦斯吸附导致的煤基质膨胀，这降低了煤样渗透率；二是随着孔隙压力的增大，渗透率随之增加。 该研究的结果为理解和优化煤层气抽采策略提供了理论依据。通过对煤层在不同压力条件下的渗流特性进行深入研究，可以更好地预测和控制煤层气的流动，从而提高抽采效率，减少安全事故，并对煤矿安全生产提供科学支持。因此，这类实验研究对于矿产资源开发和环境保护领域具有重要的实践价值。