塊狀煤體滲透特性實驗研究及工程應用.pdf

1、煤層滲透性是瓦斯流動理論的一項重要研究內容，含瓦斯煤的滲透率是反映瓦斯氣在煤層中滲流難易程度的重要指標，是標志著煤層瓦斯抽采抽放難易程度的關鍵參數，也是煤層瓦斯多場耦合的重要物性參數。國內外學者在吸收和發展多種學科理論的基礎上，通過大量的理論分析和實驗驗證，在對瓦斯氣體在煤層中的流動理論研究上取得了眾多的寶貴成果。
　　本碩士論文在總結和分析前人理論和實驗成果的基礎上，采取義安礦11061工作面的軟煤煤樣，創新地采用酚醛樹脂包裹原

2、煤的方法來研究其透氣特性。通過搭建單軸塊狀煤體滲透性實驗平臺，進行塊狀煤體滲透特性的固氣耦合實驗研究，旨在探索耦合作用下瓦斯氣體的流動和煤巖體的固氣耦合特性，為煤與瓦斯突出機理和煤層瓦斯抽放方法提供理論依據。在理論方面分析并優化了義安礦11061工作面瓦斯抽放方法，采用fluent軟件進行了數值模擬，驗證了理論分析取得的參數，本文的主要工作如下：
　　1）針對原煤易破碎且不易加工成符合規格要求的試件，不利于進行相關實驗，利用酚醛聚

3、酯樹脂常溫下力學性能穩定且凝固后酚醛聚酯樹脂透明度較高的特性，本實驗采用酚醛聚酯樹脂進行包裹煤樣，利用氮氣作為介質，搭建實驗平臺，進行煤層滲透性的應力—透氣耦合實驗。
　　2）采用垂直煤樣節理面加載應力的方式，測得不同應力大小及進氣壓力條件下煤樣透氣量。通過計算分析可得：試驗中煤樣的滲透率隨著垂直煤體裂隙節理面的軸壓增大而減??；隨著氣體壓力增加而減小，并且滲透率減小速度減緩。
　　3）基于酚醛聚酯樹脂包裹原煤的方法明顯改進了

4、原有實驗室測量煤層透氣性系數方法中存在的缺陷處，根據此方法在實驗室測得的煤層透氣性系數比現場實際測量的結果僅高出54％，就原有實驗室方法測得的結果來比較，數值準確率明顯得到提高。
　　4）實驗采用的原煤取樣點煤礦屬于高瓦斯礦井，本文采用理論分析計算與數值模擬相結合的方法，對11061綜采工作面瓦斯抽放參數進行了優化。通過對瓦斯抽放鉆孔間距、抽放時間及抽放孔深度等參數的理論計算分析和數值模擬，得到了瓦斯抽放的優化參數。瓦斯抽放參數的