煤岩蠕变-渗流耦合实验研究及渗透率-蠕变关系

"本文是关于煤岩蠕变-渗流耦合规律的实验研究，由何峰等人在2011年发表于《煤炭学报》。研究采用瞬态渗透法对煤岩试件进行试验，探讨不同围压和孔压条件下的煤岩蠕变与渗透性的关系，并通过Issac Newton的均差法构建了渗透率-蠕变拟合方程。该研究属于行业研究范畴，旨在揭示煤岩在应力作用下的变形和流体传输特性，对矿井安全和地质灾害预防具有重要意义。" 本文详细介绍了对煤岩蠕变-渗流耦合现象的实验研究方法和结果。蠕变是指材料在持续应力作用下缓慢且持续的形变，而渗透率则是衡量材料允许流体通过的能力。在煤矿开采中，煤岩的蠕变和渗透性变化对矿井的安全性和流体流动有直接影响。 研究人员采用瞬态渗透法，这是一种测定煤岩渗透性能的技术，通过施加不同的围压（即来自周围环境的压力）和孔压（流体在孔隙中的压力）来观察煤岩试样的蠕变行为。在蠕变破裂过程中，同时进行了渗透性测试，以分析渗透率随时间的变化。这些数据揭示了渗透率与煤岩试样蠕变损伤之间的一致性，表明蠕变过程会改变煤岩的孔隙结构，从而影响其渗透性能。 为了更准确地描述这种耦合关系，研究者应用了Issac Newton提出的均差法，这是一种插值方法，用于在蠕变-渗透率耦合曲线上找到关键点和试验点之间的关系。通过这种方法，他们成功拟合出渗透率随蠕变时间变化的方程，这为理解和预测煤岩在实际工况下的行为提供了理论基础。 此研究对于理解煤岩在地下开采中的动力学响应至关重要，特别是在预测煤岩稳定性、防止矿井水灾以及优化开采策略等方面。它也为后续的数值模拟和理论模型提供了实验证据，有助于提升煤矿安全生产的科学性和有效性。