不同煤阶热压型煤的孔隙结构及其力学与渗流特性
许江1
彭守建1
王旭1
贾立2
韩后琴1
王忠晖1
甘青青3
1.重庆大学煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室,重庆 4000442.中国矿业大学安全工程学院,江苏徐州 2211163.江西理工大学应急管理与安全工程学院,江西赣州 341000
摘要：为解决物理相似模拟试验用型煤强度及渗透性与原煤差异较大的问题,探究不同煤阶煤样热压成型后的孔隙结构、力学与渗流特性,揭示煤阶对热压型煤性能的影响机理,采用自主研发的热压型煤成型系统,制备了 4种不同煤阶的热压型煤试样,基于高压压汞与低压液氮吸附试验,系统表征并对比了热压型煤与原煤的孔隙结构异同;通过开展单轴压缩与三轴渗流试验,分析了煤阶对热压型煤力学与渗流特性的影响规律;综合获取的关键参数,应用基于欧式距离的相似性度量方法,定量评估了热压型煤与原煤的相似程度.结果表明:在孔隙结构方面,随着煤阶升高热压型煤的最可几孔径先增大后减小,孔隙连通性先增强后减弱;在力学与渗流特性方面,随着煤阶升高,热压型煤的单轴抗压强度及弹性模量逐渐减小,初始渗透率先增大后减小;相似性分析表明,褐煤热压型煤与其原煤的相似度最高,其最可几孔径为原煤的0.8倍,单轴抗压强度达13.04 MPa,弹性模量为其原煤的1.012倍,主应力差峰值为原煤的0.98倍,初始渗透率为其原煤的1.3倍,其余煤阶热压型煤与相应原煤仍存在一定差距.然而,与常规冷压型煤相比,所有煤阶热压型煤的强度皆有所提升,渗透率也均有所减小,且该改性效果随煤阶升高而逐渐减弱,说明煤阶是影响热压型煤性能改善效果的关键因素.
关键词：煤阶热压型煤孔隙结构力学特性渗透率
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：重庆市自然科学基金资助项目(cstc2024ycjh-bgzxm0114)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2022CDJQY-011)国家自然科学基金(52274174)
论文发表日期：2026-01-31
在线出版日期：2026-03-27（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 662-677 )
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