卸载作用下煤体渗透特性的微观结构应力效应研究

本文主要探讨了卸载状态下煤体渗透特性的变化及其微观结构应力效应。研究者利用渗透-力学耦合特性测定仪，基于瞬态脉冲原理，在恒定温度40℃的条件下，对不同卸载状态下甲烷（CH4）在煤体中的渗透行为进行了深入研究。实验涉及的是带有围压的煤样，结果显示，随着卸载压力的降低，煤体的渗透率呈现上升趋势，特别是在有效围压较大的情况下，这种变化更为显著。 卸载过程中，煤样的微观结构受到显著影响。通过对比卸载前后的红外光谱和透射电镜观察，发现有效围压增大时，煤体内部的红外光谱特征参数I2值增加，这表明脂肪链长度变长且易于断裂，裂隙结构面的活性增强。这种变化导致煤体颗粒更容易受损，出现颗粒多碎性，强度减弱区域也随之扩大。这些微观结构的变化对煤体微裂纹的生成、发展起到促进作用，最终可能导致宏观裂纹的形成。 该研究的关键词包括“卸载煤体”、“煤层渗透率”、“微观结构”以及“应力效应”，突出了卸载过程对煤炭开采中的关键影响。通过这一研究，科研人员可以更好地理解煤体在卸载条件下的动态响应，这对于优化采掘工艺、防止瓦斯事故以及提高煤炭开采效率具有重要的理论和实际意义。同时，这项工作也为煤层气开采、煤炭安全开采策略的制定提供了科学依据。