温度及应力对原煤、型煤渗透特性影响的试验研究.pdf

第31卷 第6期 岩石力学与工程学报 、，0l_31 N0．6 2012年6月 ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering June，2012 目 皿 度与应力对原煤、型煤渗透特性影响的试验研究 胡 雄，梁 为，侯厶靖，朱学光，黄伟强 (中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 基础试验中心，北京 100095) 摘要：通过试验分析尺寸效应、温度和应力对原煤及型煤的渗流特性的影响，结果表明，对岩芯直径相同而高度 不同的均质试样，尺寸效应对渗透率的测试值误差一般在 10％以内；非均质煤样尺寸效应对渗透率的测试值误差 范围为4％～4O％，甚至可能更高；微裂缝的发育程度是导致煤样渗透率变化较大的主要因素。不同直径的煤样， 直径相对较小的煤样在围压加压、卸压条件下渗透率变化比大尺寸煤样更为敏感，渗透率对应力的敏感性大于孔 隙度。当煤体经历较高的围压后，孔隙结构将发生塑性变形，煤体会遭受永久性不可逆的损害，表现在孔隙度及 渗透率的值无法恢复到初始值。煤在经历高温后，大孔被压缩，但微孔更加发育，比表面积增加，同时煤体的强 度将有所降低，当围压增加时，存在一个围压临界点，当围压达到临界点，渗透率会大幅降低。原煤与型煤在加 压、卸压条件下渗透率的变化规律一致，均与围压成指数关系。 关键词：采矿工程；应力；孔隙度；渗透率；原煤：比表面积 中圈分类号：TD32 文献标识码lA 文章编号：1000—6915(2012)06—1222—08 EXPERJM ENTALSTUDY oFEFFECT oFTEM PERATUREAND STRESS oN PERM EABILITYCHARACTERISTICSoFRAW CoALAND SHAPED CoAL HUXiong，LIANGWei，HOUSijing，ZHUXueguang，HUANGWeiqiang (TheBasisExperimentCenterofChinaUnitedCoalbedMethaneNationalEngineeringResearchCenterCo．，Ltd．， Beoing 100095，China) Abstract：Theeffectsofsizeeffect，temperatureandstressonthepermeabilitycharacteristicsareanalyzedbythe experiments．Theresultsshow thatforhomogeneoussampleswiht htesamediameteranddifferentlengths，the erroroftestingvalueofpermeabilityrateinducedbyhtesizeeffectislessthan10％，whileofrtheheterogeneous coalcore，hteerroris4％ to40％，orevenhigher．Thedevelopmentdegreeofmicrocrackisthemainfactorthat leadstopermeabilityratetochangegreatly．Underloadingandunloadingofconfiningpressure，thepemr eabiliyt rateofcoalsampleswiht smalldiameterismore sensitive htan thatoflarge-size coalsamples；and hte permeabiliytrateismoresensitivetothestressthantheporosiyt．Whenthecoalbodyexperienceshigherconfining pressures，plasticdefomr ationOccursofrthep