温度应力耦合影响下含瓦斯煤渗流特性实验探索

"温度-应力耦合作用下含瓦斯煤渗流特性的实验研究" 这篇研究论文由张永利和马玉林共同完成，探讨了在温度-应力耦合作用下含瓦斯煤的渗流特性，旨在提升煤层气的开采效率。研究人员利用了一个专门设计的低渗透煤层煤层气真三轴测试实验系统，这个系统采用了中部电加热的技术，以模拟实际矿井中的环境条件。实验重点关注了不同孔隙压、轴围压、有效应力以及温度变化对含瓦斯煤体渗透率的影响。 根据实验结果，当煤体的轴围压保持恒定时，在常温状态下，煤体的渗透率会随着有效应力的增加呈现出先减小后增大的抛物线趋势。这表明在一定的压力范围内，增加应力可能会抑制煤层气的流动，但超过某个临界值后，煤体的结构可能因应力增大而变得更加疏松，从而增加其渗透能力。 此外，当煤体的轴围压和孔隙压保持不变时，随着温度的升高，煤层的渗透率会降低。这可能是由于高温导致煤体微结构的变化，例如微裂缝的闭合或煤的膨胀，从而降低了煤层气的流动通道。相反，如果温度保持恒定，煤层的渗透率会随着轴围压的增加而减弱，这意味着更大的压力会减少煤层的透气性。 这些发现对于理解煤层气的开采过程和制定有效的开采策略具有重要意义。尤其是在热采技术中，即通过加热煤层来释放吸附的煤层气，该研究的结果可以提供理论指导，帮助优化开采方案，提高能源的回收率，同时减少可能的安全风险。 关键词：煤体；渗流；真三轴应力；电加热；煤层气；热采 中图分类号：TD712 该研究揭示了温度和应力如何影响含瓦斯煤的渗流特性，这些发现对于深入理解煤层气开采过程中的物理机制，以及优化开采技术和提高资源利用率具有重要的科学价值。