低渗透含瓦斯煤岩体渗透率压敏效应的实验研究

发布时间：2021-04-02 19:38

　　煤炭在我国能源结构中占有举足轻重的地位。在煤炭的井工开采中，由瓦斯引起的灾害事故严重影响和制约着煤矿的生产安全和发展。然而瓦斯又是一种可利用的、洁净的、高热值的能源，随着我国经济的发展和能源结构的调整，瓦斯必将成为21世纪主要的能源之一。无论是将瓦斯作为灾害因素加以防治，还是作为清洁能源加以利用，其基础在于认识清楚瓦斯在煤岩体这种非常规储层中的赋存和流动规律。本文在实验的基础上，根据含瓦斯煤岩的特点，利用流固耦合、有限元分析相关理论，运用数值模拟的方法，得到了一些有益的研究成果：（1）通过实验室模拟软弱煤层在地应力场中的渗透性实验，得出煤岩在加载及卸载过程中的渗透率变化规律，定义了渗透率的压敏效应指数，其变化规律与渗透率随有效应力的变化规律相似，能很好的反映渗透率的演化规律；同时将实验结果与数值模拟、现场实测结合起来，结果表明两者匹配性较好。（2）从含瓦斯煤岩的物性特征出发，基于孔隙率的基本定义，考虑到游离瓦斯压力变化对煤体颗粒体积变形的影响，推导出了孔隙率的数学表达式。运用多孔介质有效应力理论，利用一系列假设，推导出了含瓦斯煤岩变形控制方程。基于含瓦斯煤岩体渗透率的压敏效应，并充分考... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

原煤煤样

Fig.2.1 Raw coal samples2.2.4 试验系统本次试验采用自行研制的流固耦合三轴伺服渗流系统，试验系统原理如图2.2所示，主要由轴压系统、围压系统、瓦斯输入系统、传感器、瓦斯流量计、微机控制等系统组成。

——瓦斯粘度，取值 1.086×10-6Pa·s； ——煤样长度，mm； ——煤样横截面积，m2；其他符号同上。达竹集团各煤矿不同煤层实验结果达竹集团各煤矿不同煤层渗透率与有效应力的拟合曲线如下所示

【参考文献】：
期刊论文
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[3]煤体渗透率随温度和应力变化的实验研究[J]. 李志强,鲜学福.  辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[4]瓦斯压力对突出煤瓦斯渗流影响试验研究[J]. 尹光志,李小双,赵洪宝,李晓泉,敬小非.  岩石力学与工程学报. 2009(04)
[5]煤与瓦斯突出的激发和发生条件[J]. 鲜学福,辜敏,李晓红,姜德义.  岩土力学. 2009(03)
[6]地应力对突出煤瓦斯渗流影响试验研究[J]. 尹光志,李晓泉,赵洪宝,李小双.  岩石力学与工程学报. 2008(12)
[7]煤岩固液耦合应变-渗透率试验[J]. 杨永杰,楚俊,郇冬至,李磊.  煤炭学报. 2008(07)
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[10]低渗透介质渗透性试验研究[J]. 陈卫忠,杨建平,伍国军,谭贤君,贾善坡,戴永浩,于洪丹.  岩石力学与工程学报. 2008(02)

博士论文
[1]低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D]. 冯增朝.太原理工大学 2005

硕士论文
[1]底抽巷上向穿层钻孔抽放远程卸压瓦斯技术研究[D]. 汪有清.安徽理工大学 2006
[2]高瓦斯低透气性煤层强化增透抽放瓦斯技术研究[D]. 姚尚文.安徽理工大学 2005
[3]煤层瓦斯流动理论模拟研究[D]. 王晓亮.太原理工大学 2003



本文编号：3115839