塊狀煤體滲透特性實(shí)驗(yàn)研究及工程應(yīng)用.pdf

1、煤層滲透性是瓦斯流動(dòng)理論的一項(xiàng)重要研究?jī)?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(chǎng)耦合的重要物性參數(shù)。國(guó)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(guò)大量的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在對(duì)瓦斯氣體在煤層中的流動(dòng)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(shí)驗(yàn)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(shù)脂包裹原

2、煤的方法來(lái)研究其透氣特性。通過(guò)搭建單軸塊狀煤體滲透性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行塊狀煤體滲透特性的固氣耦合實(shí)驗(yàn)研究，旨在探索耦合作用下瓦斯氣體的流動(dòng)和煤巖體的固氣耦合特性，為煤與瓦斯突出機(jī)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(jìn)行了數(shù)值模擬，驗(yàn)證了理論分析取得的參數(shù)，本文的主要工作如下：
　　1）針對(duì)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(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，利用酚醛聚

3、酯樹(shù)脂常溫下力學(xué)性能穩(wěn)定且凝固后酚醛聚酯樹(shù)脂透明度較高的特性，本實(shí)驗(yàn)采用酚醛聚酯樹(shù)脂進(jìn)行包裹煤樣，利用氮?dú)庾鳛榻橘|(zhì)，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行煤層滲透性的應(yīng)力—透氣耦合實(shí)驗(yàn)。
　　2）采用垂直煤樣節(jié)理面加載應(yīng)力的方式，測(cè)得不同應(yīng)力大小及進(jìn)氣壓力條件下煤樣透氣量。通過(guò)計(jì)算分析可得：試驗(yàn)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(shù)脂包裹原煤的方法明顯改進(jìn)了

4、原有實(shí)驗(yàn)室測(cè)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(shí)驗(yàn)室測(cè)得的煤層透氣性系數(shù)比現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量的結(jié)果僅高出54％，就原有實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)得的結(jié)果來(lái)比較，數(shù)值準(zhǔn)確率明顯得到提高。
　　4）實(shí)驗(yàn)采用的原煤取樣點(diǎn)煤礦屬于高瓦斯礦井，本文采用理論分析計(jì)算與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對(duì)11061綜采工作面瓦斯抽放參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)對(duì)瓦斯抽放鉆孔間距、抽放時(shí)間及抽放孔深度等參數(shù)的理論計(jì)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