塊狀煤體滲透特性實驗研究及工程應(yīng)用.pdf

1、煤層滲透性是瓦斯流動理論的一項重要研究內(nèi)容，含瓦斯煤的滲透率是反映瓦斯氣在煤層中滲流難易程度的重要指標(biāo)，是標(biāo)志著煤層瓦斯抽采抽放難易程度的關(guān)鍵參數(shù)，也是煤層瓦斯多場耦合的重要物性參數(shù)。國內(nèi)外學(xué)者在吸收和發(fā)展多種學(xué)科理論的基礎(chǔ)上，通過大量的理論分析和實驗驗證，在對瓦斯氣體在煤層中的流動理論研究上取得了眾多的寶貴成果。
　　本碩士論文在總結(jié)和分析前人理論和實驗成果的基礎(chǔ)上，采取義安礦11061工作面的軟煤煤樣，創(chuàng)新地采用酚醛樹脂包裹原

2、煤的方法來研究其透氣特性。通過搭建單軸塊狀煤體滲透性實驗平臺，進行塊狀煤體滲透特性的固氣耦合實驗研究，旨在探索耦合作用下瓦斯氣體的流動和煤巖體的固氣耦合特性，為煤與瓦斯突出機理和煤層瓦斯抽放方法提供理論依據(jù)。在理論方面分析并優(yōu)化了義安礦11061工作面瓦斯抽放方法，采用fluent軟件進行了數(shù)值模擬，驗證了理論分析取得的參數(shù)，本文的主要工作如下：
　　1）針對原煤易破碎且不易加工成符合規(guī)格要求的試件，不利于進行相關(guān)實驗，利用酚醛聚

3、酯樹脂常溫下力學(xué)性能穩(wěn)定且凝固后酚醛聚酯樹脂透明度較高的特性，本實驗采用酚醛聚酯樹脂進行包裹煤樣，利用氮氣作為介質(zhì)，搭建實驗平臺，進行煤層滲透性的應(yīng)力—透氣耦合實驗。
　　2）采用垂直煤樣節(jié)理面加載應(yīng)力的方式，測得不同應(yīng)力大小及進氣壓力條件下煤樣透氣量。通過計算分析可得：試驗中煤樣的滲透率隨著垂直煤體裂隙節(jié)理面的軸壓增大而減??；隨著氣體壓力增加而減小，并且滲透率減小速度減緩。
　　3）基于酚醛聚酯樹脂包裹原煤的方法明顯改進了

4、原有實驗室測量煤層透氣性系數(shù)方法中存在的缺陷處，根據(jù)此方法在實驗室測得的煤層透氣性系數(shù)比現(xiàn)場實際測量的結(jié)果僅高出54％，就原有實驗室方法測得的結(jié)果來比較，數(shù)值準(zhǔn)確率明顯得到提高。
　　4）實驗采用的原煤取樣點煤礦屬于高瓦斯礦井，本文采用理論分析計算與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對11061綜采工作面瓦斯抽放參數(shù)進行了優(yōu)化。通過對瓦斯抽放鉆孔間距、抽放時間及抽放孔深度等參數(shù)的理論計算分析和數(shù)值模擬，得到了瓦斯抽放的優(yōu)化參數(shù)。瓦斯抽放參數(shù)的