不同含水率煤瓦斯?jié)B流特性及聲發(fā)射特征試驗研究.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度最大，傷亡最嚴重的。煤礦發(fā)生瓦斯事故造成的后果對于家庭、煤礦企業(yè)及國家都是難以承受的，因而煤礦開采過程中的首要任務就是進行瓦斯事故的防治，瓦斯事故的防治不僅關系到煤礦的安全生產，還會影響我國的可持續(xù)發(fā)展的進程。高效和大規(guī)模的進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、前人研究的基礎上，以取自西山煤電官地礦3＃煤層的煤樣為實驗基礎，利用電液伺服三軸滲流實驗裝置及聲發(fā)射檢測儀對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驗過程中的聲發(fā)射的特征進行了研究，對煤礦開采中瓦斯事故的防治和運用水力壓裂提高瓦斯的抽采效果具有一定的指導意義。具體的研究結果如下：
　?。?）瓦斯壓力和煤的滲透率存在著明顯的非線性關系，與二次多項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，整個實驗過程形成明顯的“V”型拋物線趨勢，有明顯的Klinkenberg效應。軸壓為4MPa,圍壓為3MPa時，臨界瓦斯壓力為1.0MPa。
　?。?）在瓦斯壓力恒定時，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，都能與二次多項式具有很好的擬合效果。當瓦斯壓力為0.5MPa時，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，煤受到軸向應力變形直至破壞的過程中，表現(xiàn)出來的軸向應力—應變的關系相似。含水率一定時，隨著瓦斯壓力的增大，軸向應力提前進入峰值，過了峰值之后，軸向應力的下降速度變緩，即瓦斯壓力越小，煤的脆性越強，瓦斯壓力越大，煤的脆性降低，塑性增強。瓦斯壓力恒定時，含水率高的煤比含水率低的煤，軸向力到達峰值之后的下降速度平緩，破壞類型趨向于塑性破壞。
　　（4）不同瓦斯壓力或者含水率條件下，