三轴应力作用下煤体渗透率演化特征试验研究
高涵1
成小雨2
周爱桃3
朱雨轩3
双海清4
1.煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,北京 100120;中煤能源研究院有限责任公司,陕西 西安 710054;陕西省"四主体一联合"煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心,陕西 西安 710054;中煤西安设计工程有限责任公司,陕西 西安 7100542.煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,北京 100120;中煤能源研究院有限责任公司,陕西 西安 710054;陕西省"四主体一联合"煤矿智能管控系统及防灾装备校企联合研究中心,陕西 西安 7100543.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 1000834.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054
摘要：在复杂加载条件下,开采应力扰动使受扰煤体孔隙和裂隙结构发生动态演化,引起渗透率非线性变化,显著影响瓦斯抽采效率.为此,依托三轴试验设备,以刘庄矿 150804 工作面煤样为研究对象,采用煤岩心渗透率自动测量仪,开展了不同轴压、围压、气体压力条件下煤体渗透率的演变特征及破坏行为试验,并分析了渗透率的变化规律.结果表明:在轴压 3～9 MPa、围压 1～3 MPa、气体压力 0.2～1.0 MPa 范围内,轴压和围压与煤体渗透率总体呈负相关关系,气体压力高会促使煤体裂隙闭合,导致渗透率降低,但在高应力组合条件下渗透率的变化幅度趋于减小;围压增大压缩了煤体孔隙结构,渗透率随围压升高而持续下降,当轴压为 3 MPa、围压从 1 MPa增至 3 MPa时,渗透率降低了 0.52×10-17 m2;轴压对渗透率的影响呈现先增强后减弱的趋势,初始阶段(轴压 3～5 MPa)因煤体压实导致渗透率下降,超过屈服极限后(轴压 5～9 MPa),内部裂隙与孔洞增多,渗透率上升.
关键词：煤体渗透率孔裂隙结构瓦斯抽采气体压力瓦斯渗流应力抗动
分类号：TD712+.61(矿山安全与劳动保护)
资助基金：中国中煤重大科技专项资助项目(20221BY001)国家重点研发计划(2023YFF0615404)国家科技重大专项(2024ZD1000408)
论文发表日期：2026-02-20
在线出版日期：2026-03-19（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 81-90 )
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