不同瓦斯压力条件下原煤的变形及渗透特性研究
王永法1
刘坡1
马建宏2
勾攀峰2
韦四江3
1.鹤壁中泰矿业有限公司 河南 鹤壁 4580002.河南理工大学 能源科学与工程学院 河南 焦作 4540033.河南理工大学 能源科学与工程学院 河南 焦作 454003;煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心 河南 焦作 454003
摘要：目的 为分析瓦斯压力对煤体力学特性与渗透率演化的影响,开展不同瓦斯压力条件下原煤三轴压缩和渗流试验.方法 通过三轴压缩和渗流实验,分析恒定围压和瓦斯压力下原煤的渗透率变化规律;结合莫尔-库仑强度准则计算黏聚力和内摩擦角;建立六阶段渗流演化模型,量化渗透率与膨胀变形率的关联性.结果 结果表明:恒定围压条件下,煤样渗透率随轴向应力呈V形变化特性.随着围压增大,煤样初始渗透率和峰值状态渗透率均呈指数降低;结合莫尔-库仑强度准则,计算各瓦斯压力下煤样的内聚力和内摩擦角,瓦斯压力的升高可弱化煤体力学参数;根据煤样加载过程中轴向应力及瓦斯流量监测结果,将加载轴压过程中煤样渗流过程划分为6个阶段:稳定吸附→衰减→缓增→突增→稳增→激增;结合煤样瓦斯渗透特性试验结果,分析煤样膨胀变形率与渗透率关系特性,峰值后瓦斯渗透率与膨胀变形率的变化呈线性关系.结论 研究结果揭示了轴向压力、围压和瓦斯耦合作用下煤样渗透率的动态演化规律,阐明了瓦斯压力对煤体力学特性及煤样渗透率与膨胀变形率关系的影响特性,为保护层开采中卸压范围划定、抽采时序设计及钻孔参数优化提供了关键理论支撑.
关键词：瓦斯压力原煤变形特性渗透特性
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51974104)
论文发表日期：2026-03-31
在线出版日期：2026-03-04（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 148-155 )
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