煤岩瓦斯渗透率研究：压敏效应与影响因素分析

"基于压敏效应瓦斯煤岩渗透率影响因素研究" 本文深入探讨了瓦斯煤岩渗透率在原岩应力场中的变化规律及其主要影响因素，这在煤炭行业的安全开采与瓦斯治理中至关重要。研究采用了煤岩流固耦合实验、瓦斯运动控制理论的推导以及单孔瓦斯抽放模型的数值分析方法，揭示了以下关键知识点： 1. 压敏效应与渗透率关系：实验表明，煤岩瓦斯渗透率与有效应力之间存在显著的正相关性。压敏效应指数是量化这种关系的重要工具，它可以定量描述有效应力变化对瓦斯渗透率的影响。这表明，随着开采活动导致的应力变化，煤岩的瓦斯渗透能力也会相应调整。 2. 瓦斯渗透率表达式：在考虑了Klinkenberg效应（即气体分子在孔隙壁上的碰撞导致的渗透率偏差）和基质收缩效应的基础上，研究人员综合考虑了煤岩体的压敏效应，提出了新的煤岩体瓦斯渗透率表达式。这个表达式有助于更准确地预测不同应力条件下的瓦斯流动特性。 3. 数值模型的应用：通过对推导出的控制方程在单孔模型中的应用，研究人员能够分析各种因素（如应力、孔隙结构、瓦斯压力等）如何单独或共同影响煤岩的渗透率和瓦斯压力。这对于优化瓦斯抽放策略和防止煤与瓦斯突出事故具有重要意义。 煤层渗透率的研究对于理解煤层中瓦斯的流动行为至关重要，尤其是在高应力环境下。由于我国多数产煤区地质条件复杂，原岩应力、地质构造等因素对煤层渗透率的影响尤为显著。因此，了解并量化这些影响因素对于提高瓦斯抽放效率、预防煤与瓦斯突出事故以及推动煤层气和页岩气的开发具有深远的理论与实践价值。 实验区选取了攀枝花矿区的花山煤矿1411工作面，该地区的大荞地组八段具有典型的地质特征，使得研究成果更具代表性。通过实地实验和数据分析，本研究为类似地区的瓦斯防治提供了科学依据和技术支持。 关键词：瓦斯渗透率；压敏效应；数值分析；影响因素 中图分类号：TD712 文献标志码：A 文章编号：1009-0797（2017）01-0049-06