塑性流动下煤样渗透率演化试验研究

发布时间：2020-07-22 00:04

【摘要】：塑性流动下煤的渗透率变化与加载路径密切相关,煤的渗透率-应变(应力)曲线的滞回性质研究是实现煤矿保水开采的基础课题,对于认识“西部矿区煤层为主含水层”的机理具有积极作用。本文应用理论分析、实验室试验等方法对小纪汗含水煤层和隆德非含水煤层的试样在塑性流动中的渗透率变化规律进行了深入研究。通过研究,得到如下成果:(1)通过恒定围压下的塑性流动滞回试验,得到小纪汗煤样轴向应变-轴向应力滞回曲线、环向应变-轴向应力滞回曲线和体积应变-平均正应力滞回曲线的几何特征参量随围压、循环次数的变化规律。(2)通过恒定轴向应变下的塑性流动滞回试验,得到小纪汗煤样环向应变-轴向应力滞回曲线和环向应变-环向应力滞回曲线的几何特征参量随围压、轴向应变的变化规律。(3)通过恒定围压下塑性流动过程中的渗透试验,得到小纪汗和隆德煤样轴向应变-渗透率滞回曲线、体积应变-渗透率滞回曲线的几何特征,进而得到两种煤样的渗透率随应变、围压的变化规律。(4)通过恒定应变下塑性流动过程中的渗透试验,得到小纪汗和隆德煤样围压-渗透率滞回曲线的几何特征,进而得到两种煤样的渗透率随围压、轴向应变的变化规律。(5)通过SEM电镜扫描和压汞试验,分析了两种煤样的微观结构。(6)综合煤样常规三轴压缩试验、塑性流动试验、渗透试验、电镜扫描和压汞试验的研究结果,分析了小纪汗煤层为含水层的原因。
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD712
【图文】：

研究技术路线流程图

图 3-4 质量守恒示意图Figure 3-4 Quality conservation diagram动（平面径向流动）中流体的质量守中，环向渗流速度和轴向渗流速度均不为零，故渗流速度r rV V e，这里入微元体的质量流量为( )2 -2 2rrV dr drV r dzdtr （ ） 量流量为( )22 2rrV dr drV r dzdtr （ ） 的质量变化是由多孔介质体积变化和量变化为 2(r dr / 2) (r dr / 2)dzdt 的，故微元体的质量变化等于流入微

图 4-2 加卸载应变-渗透率示意图igure.4-2 Loading and unloading strain-permeability diagr下，减小围压时围压-渗透率曲线与增大围压时 4-3，出现渗透率滞后于围压（应力）的效应。图 4-3 围压-渗透率曲线Figure.4-3 Confining pressure-permeability curve（Test Principle）3 k围压增大围压减小

【参考文献】

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本文编号：2765014