不同含水率煤瓦斯?jié)B流特性及聲發(fā)射特征試驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)階段開采的煤礦中，有一半以上是屬于高瓦斯礦井甚至是突出礦井，瓦斯事故是煤礦安全事故中強(qiáng)度最大，傷亡最嚴(yán)重的。煤礦發(fā)生瓦斯事故造成的后果對(duì)于家庭、煤礦企業(yè)及國(guó)家都是難以承受的，因而煤礦開采過程中的首要任務(wù)就是進(jìn)行瓦斯事故的防治，瓦斯事故的防治不僅關(guān)系到煤礦的安全生產(chǎn)，還會(huì)影響我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。高效和大規(guī)模的進(jìn)行瓦斯抽采和煤層氣開發(fā)是防治瓦斯事故和瓦斯利用的基本手段，而瓦斯抽采的難易程度取決于瓦斯在煤層中的賦存情況和滲流特性。本文在

2、前人研究的基礎(chǔ)上，以取自西山煤電官地礦3＃煤層的煤樣為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，利用電液伺服三軸滲流實(shí)驗(yàn)裝置及聲發(fā)射檢測(cè)儀對(duì)含瓦斯煤在不同含水率及瓦斯壓力條件下的滲流特性及在實(shí)驗(yàn)過程中的聲發(fā)射的特征進(jìn)行了研究，對(duì)煤礦開采中瓦斯事故的防治和運(yùn)用水力壓裂提高瓦斯的抽采效果具有一定的指導(dǎo)意義。具體的研究結(jié)果如下：
　?。?）瓦斯壓力和煤的滲透率存在著明顯的非線性關(guān)系，與二次多項(xiàng)式具有很高的擬合度。在含水率一定的條件下，隨著瓦斯壓力的增加，煤的滲透率發(fā)生

3、了變化，且煤樣的滲透率在瓦斯增大的過程中先減小后增大，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程形成明顯的“V”型拋物線趨勢(shì)，有明顯的Klinkenberg效應(yīng)。軸壓為4MPa,圍壓為3MPa時(shí)，臨界瓦斯壓力為1.0MPa。
　?。?）在瓦斯壓力恒定時(shí)，滲透率、滲流速度都隨著煤的含水率的增加而減小，并且減小的速度逐漸變緩，都能與二次多項(xiàng)式具有很好的擬合效果。當(dāng)瓦斯壓力為0.5MPa時(shí)，煤的含水率從0.19％變化到2.12%的過程中，滲透率降低幅度達(dá)到了92.9

4、%。
　?。?）不同瓦斯壓力或者不同含水率條件下，煤受到軸向應(yīng)力變形直至破壞的過程中，表現(xiàn)出來的軸向應(yīng)力—應(yīng)變的關(guān)系相似。含水率一定時(shí)，隨著瓦斯壓力的增大，軸向應(yīng)力提前進(jìn)入峰值，過了峰值之后，軸向應(yīng)力的下降速度變緩，即瓦斯壓力越小，煤的脆性越強(qiáng)，瓦斯壓力越大，煤的脆性降低，塑性增強(qiáng)。瓦斯壓力恒定時(shí)，含水率高的煤比含水率低的煤，軸向力到達(dá)峰值之后的下降速度平緩，破壞類型趨向于塑性破壞。
　?。?）不同瓦斯壓力或者含水率條件下，