【摘要】：利用自主研發(fā)的三軸滲流實驗裝置,恒定圍壓和瓦斯壓力條件,進(jìn)行不同溫度條件下的含瓦斯原煤滲流實驗,模擬煤體變形中瓦斯?jié)B流過程,建立了受載含瓦斯煤滲透性與溫度和軸向應(yīng)變的定性定量關(guān)系。結(jié)果表明:1)軸向應(yīng)變對受載含瓦斯煤滲透率的影響很大,受載含瓦斯煤屈服之前,滲透率隨軸向應(yīng)變的增加而降低,且降幅逐漸減小;失穩(wěn)破壞后,滲透率劇增,最高增幅為769%。2)溫度變化對滲透率的影響與受載含瓦斯煤所處的變形階段密不可分,從實驗角度說明了開采過程對含瓦斯煤滲流特性的影響分3個主導(dǎo)階段,即基質(zhì)外膨脹主導(dǎo)階段、基質(zhì)內(nèi)膨脹主導(dǎo)階段和滑脫效應(yīng)主導(dǎo)階段。3)建立了適合受載含瓦斯煤應(yīng)變與溫度共同影響下的滲透率計算公式k=(a T+b)εc T+d,該公式能很好地描述受載含瓦斯煤滲透率與應(yīng)變和溫度的關(guān)系。研究結(jié)果可以為瓦斯?jié)B流規(guī)律的揭示和礦井瓦斯防治提供理論依據(jù)。
【圖文】：

eforcoal煤質(zhì)工業(yè)分析吸附常數(shù)鏡質(zhì)組反射率Rmax/%Mad/%Aad/%Vdaf/%ab3.1027.4810.5952.9451.0633.95從新鮮煤壁選取尺寸大小合適的煤塊，對其進(jìn)行封蠟。在實驗室用Φ50mm×L100mm的巖芯管垂直于煤樣層理方向鉆取，以保證煤樣的原生層位物性參數(shù)不變。在鉆取煤芯過程中要保持均勻緩慢鉆取，以確保鉆取煤樣的完整性，并在切割機(jī)將鉆取的煤樣上下端面打磨光滑、平行，平滑度小于0.02%，以保證加載時煤樣上下端面受力均勻。最后將制作好的煤樣放在干燥箱里干燥，以排除水分對實驗的影響。煤樣實物圖如圖2所示。圖2實驗原煤試樣Fig.2Rawcoalfortesting1.3實驗原理當(dāng)前研究瓦斯在煤層中的運(yùn)移有2種方式：一是在裂隙和孔隙中的瓦斯?jié)B流流動；二是吸附瓦斯從微孔面的解吸，并由微孔中向裂隙和孔隙中擴(kuò)散。但從宏觀角度看，在開采過程中瓦斯在煤層中的運(yùn)動可以視為滲流流動，服從達(dá)西定律。文獻(xiàn)[12]通過擬壓力法，推導(dǎo)出更準(zhǔn)確的滲透率計算公式，見公式(1)，，本實驗滲透率k按下式計算：rr220012LPQT(Z)kAT(P-P)(1)式中：k為滲透率，mD；Q為實驗條件下的瓦斯?jié)B流流量，cm3/s；L為試樣長度，cm；A為煤樣橫截面面積，cm2；Tr為室內(nèi)溫度，K；T0為實驗溫度，K；Pr為室內(nèi)大氣壓力；P1為瓦斯出口端壓力，MPa；P0為瓦斯進(jìn)口端壓力，MPa；Z為偏差因子；μ為氣體黏度，×10-3Pa·s。3煤樣進(jìn)氣口和出氣口溫度相同，氣體壓力不同，根據(jù)氣體物理特性[13]，在同一溫度條件下(溫度范圍為0~100℃)以及0~10MPa的氣體壓力范圍內(nèi)，偏差因子變化很小，取平均值，ZZ。甲烷氣體的黏度按下式[14]計算：40.771.3610T(2)式中：μ為氣體黏度，×10-3Pa·s；T為實驗溫度
【作者單位】： 河南理工大學(xué)河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)實驗室-省部共建國家重點(diǎn)實驗室培訓(xùn)基地 安全科學(xué)與工程學(xué)院;內(nèi)蒙古太西煤集團(tuán)股份有限公司興泰煤礦;
【基金】：國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)項目(2012CB723103) 教育部“創(chuàng)新團(tuán)隊發(fā)展計劃”項目(IRT1235) 國家自然科學(xué)基金項目(51104059) 中國博士后科學(xué)基金項目(2013M531674) 河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理省部共建國家重點(diǎn)實驗室培育基地開放課題項目(WS2012B07)
【分類號】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 程瑞端,陳海焱,鮮學(xué)福,王國超;溫度對煤樣滲透系數(shù)影響的實驗研究[J];煤炭工程師;1998年01期

2 李樹剛,錢鳴高,石平五;煤樣全應(yīng)力應(yīng)變過程中的滲透系數(shù)—應(yīng)變方程[J];煤田地質(zhì)與勘探;2001年01期

3 尹光志;蔣長寶;許江;彭守建;李文璞;;含瓦斯煤熱流固耦合滲流實驗研究[J];煤炭學(xué)報;2011年09期

4 祝捷;姜耀東;孟磊;趙毅鑫;;載荷作用下煤體變形與滲透性的相關(guān)性研究[J];煤炭學(xué)報;2012年06期

5 許江;李波波;周婷;劉東;程立朝;曹偈;;加卸載條件下煤巖變形特性與滲透特征的試驗研究[J];煤炭學(xué)報;2012年09期

6 徐濤,唐春安,宋力,楊天鴻,梁正召;含瓦斯煤巖破裂過程流固耦合數(shù)值模擬[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2005年10期

7 陳衛(wèi)忠;楊建平;伍國軍;譚賢君;賈善坡;戴永浩;于洪丹;;低滲透介質(zhì)滲透性試驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2008年02期

8 曹樹剛;李勇;郭平;白燕杰;劉延保;;型煤與原煤全應(yīng)力 應(yīng)變過程滲流特性對比研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2010年05期

9 蔣長寶;尹光志;李曉泉;蔡波;;突出煤型煤全應(yīng)力 應(yīng)變?nèi)掏咚節(jié)B流試驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2010年S2期

10 許江;張丹丹;彭守建;聶聞;王雷;陳宇龍;;三軸應(yīng)力條件下溫度對原煤滲流特性影響的實驗研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報;2011年09期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 李志強(qiáng);重慶瀝鼻峽背斜煤層氣富集成藏規(guī)律及有利區(qū)帶預(yù)測研究[D];重慶大學(xué);2008年

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 康家u&;;電站儲煤場自燃現(xiàn)象分析與儲煤系統(tǒng)優(yōu)化[J];安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2009年01期

2 吳定州;余國鋒;孟祥瑞;;低透氣性煤層松動爆破增透機(jī)理數(shù)值模擬研究[J];安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年05期

3 張明義;李雙洋;高志華;張淑娟;;青藏鐵路拋石護(hù)坡和保溫材料復(fù)合路基溫度場特征非線性分析[J];冰川凍土;2007年02期

4 李國玉;李寧;康佳梅;;青藏鐵路凍土區(qū)塊石護(hù)坡路基熱傳遞特性[J];冰川凍土;2007年02期

5 李靖波;趙愛國;楊玉貴;董元宏;;通風(fēng)塊石層非達(dá)西效應(yīng)的試驗研究[J];冰川凍土;2010年02期

6 來興平;暴雨入滲對復(fù)合巖體塌陷區(qū)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2002年06期

7 史德軍,胡福增,盧紅,徐云龍;RTM一維單向流動模型的理論概況及研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2004年01期

8 史德軍,盧紅,胡福增,徐云龍 ,鄭安吶;RTM二維徑向流動模型的理論概況及研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2004年03期

9 任騫,扎姆阿茹娜,張佐光;熱壓成型工藝單向鋪層纖維密實狀態(tài)研究[J];玻璃鋼/復(fù)合材料;2004年04期

10 柳青青,傅蘇黎,韓文政,丁華東;智能摩擦材料界面微孔滲流各參數(shù)間的邏輯模型[J];中國表面工程;2003年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 常寶華;熊偉;高樹生;劉華勛;張靜楠;;大尺度縫洞型油藏彈性開采特征實驗研究[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

2 傅禮兵;姚約東;;基于指數(shù)式非達(dá)西滲流模型的解析解[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

3 唐明云;施安峰;賈江濤;吳斌;王曉宏;;考慮輕油組分的SAGD過程熱采稠油數(shù)值研究[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

4 羅建新;張烈輝;趙玉龍;劉啟國;;線性復(fù)合油氣藏試井解釋模型及典型曲線分析[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

5 楊鋒;王新海;劉洪;;井鉆遇溶洞油藏試井解釋方法[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

6 劉華林;熊偉;高樹生;;矩形五點(diǎn)井網(wǎng)穩(wěn)定注采壓力系統(tǒng)的建立[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

7 李道倫;楊景海;查文舒;;數(shù)值試井若干關(guān)鍵技術(shù)研究[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

8 邵九姑;許友生;;Forchheimer型非達(dá)西滲流系統(tǒng)的數(shù)值模擬[A];滲流力學(xué)與工程的創(chuàng)新與實踐——第十一屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2011年

9 吳曉青;李嘉祿;陳祖胖;馮馳;;RTM充�？梢暬A(yù)測系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2006年

10 周曉君;郭慶斌;;牛頓流體在充滿多孔介質(zhì)圓管內(nèi)的結(jié)構(gòu)流特征[A];第九屆全國滲流力學(xué)學(xué)術(shù)討論會論文集（一）[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 魏風(fēng)清;煤與瓦斯突出的物理爆炸模型及預(yù)測指標(biāo)研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 袁東升;近距離保護(hù)層開采多場演化及安全巖柱研究[D];河南理工大學(xué);2010年

3 齊云階;水平井采油舉升方法及其應(yīng)用研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2010年

4 陶樹;沁南煤儲層滲透率動態(tài)變化效應(yīng)及氣井產(chǎn)能響應(yīng)[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2011年

5 孟巧榮;熱解條件下煤孔隙裂隙演化的顯微CT實驗研究[D];太原理工大學(xué);2011年

6 杜朝偉;海底隧道襯砌水壓力及結(jié)構(gòu)受力特征研究[D];北京交通大學(xué);2011年

7 郭紅玉;基于水力壓裂的煤礦井下瓦斯抽采理論與技術(shù)[D];河南理工大學(xué);2011年

8 劉超;采動煤巖瓦斯動力災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理及微震預(yù)警方法研究[D];大連理工大學(xué);2011年

9 羅良;非對稱分叉網(wǎng)絡(luò)及分形多孔介質(zhì)流動特性研究[D];華中科技大學(xué);2011年

10 榮伏梅;基于格子Boltzmann方法的多孔介質(zhì)REV尺度的流動與強(qiáng)化傳熱研究[D];華中科技大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 孟磊;煤電性參數(shù)的實驗研究[D];河南理工大學(xué);2010年

2 劉炎昊;高煤級煤儲層條件下的氣體運(yùn)移機(jī)理[D];河南理工大學(xué);2010年

3 桑培淼;注水強(qiáng)化松軟煤壁穩(wěn)定性的規(guī)律及工藝參數(shù)研究[D];河南理工大學(xué);2010年

4 張彥奇;超細(xì)水泥滲透特性微觀試驗研究及理論分析[D];山東科技大學(xué);2010年

5 陳麗剛;基于ABAQUS滲流與應(yīng)力耦合作用的邊坡穩(wěn)定性分析[D];鄭州大學(xué);2010年

6 邢利銘;掘進(jìn)巷道煤巖瓦斯流固耦合效應(yīng)數(shù)值模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

7 李義賢;考慮溫度作用下煤層氣—水兩相流運(yùn)移規(guī)律的研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

8 金佳旭;渾水滲流作用下尾礦壩穩(wěn)定性分析[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

9 陳靜;高壓空氣沖擊煤體氣體壓力分布的模擬研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

10 鄭敏;深厚砂基水閘消能防沖設(shè)施抗浮分析研究[D];華南理工大學(xué);2010年

【二級參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田敏;廟延鋼;王國華;劉磊;黃永輝;;2006年我國煤礦特大事故的統(tǒng)計分析[J];安全;2007年12期

2 謝振華;陳紹杰;;水分及溫度對煤吸附甲烷的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2007年S2期

3 高波,馬玉貞,陶明信,馬根喜;煤層氣富集高產(chǎn)的主控因素[J];沉積學(xué)報;2003年02期

4 王禮全,鄧宏剛;開發(fā)利用煤層氣資源對改善生態(tài)環(huán)境的意義[J];重慶石油高等�？茖W(xué)校學(xué)報;2002年04期

5 楊天鴻,徐濤,馮啟言,唐春安;脆性巖石破裂過程滲透性演化試驗[J];東北大學(xué)學(xué)報;2003年10期

6 袁政文;煤層氣藏類型及富集高產(chǎn)因素[J];斷塊油氣田;1997年02期

7 霍凱中;趙永軍;孫立冬;;灰色聚類分析在煤層氣選區(qū)評價中的應(yīng)用[J];斷塊油氣田;2007年02期

8 鐘玲文;煤的吸附性能及影響因素[J];地球科學(xué);2004年03期

9 王生維，張明，莊小麗;煤儲層裂隙形成機(jī)理及其研究意義[J];地球科學(xué);1996年06期

10 李晶瑩,陶明信;國際煤層氣組成和成因研究[J];地球科學(xué)進(jìn)展;1998年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王登科;含瓦斯煤巖本構(gòu)模型與失穩(wěn)規(guī)律研究[D];重慶大學(xué);2009年

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 崔海威;;高抽走向鉆孔治理瓦斯的應(yīng)用[J];煤炭技術(shù);2009年10期

2 申晉偉;;影響瓦斯抽放的因素及如何提高礦井瓦斯抽放率[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2009年09期

3 王玉武;提高工作面瓦斯抽放率的途徑[J];煤礦安全;1996年12期

4 尚國安;郝新民;;地面抽放瓦斯鉆孔成井工藝及使用效果[J];探礦工程(巖土鉆掘工程);2005年S1期

5 ;提高本層煤瓦斯抽放率縮短抽放時間的作法[J];煤礦安全;1979年01期

6 王可寰;李志;孫啟貴;;煤田瓦斯的開發(fā)和利用[J];能源;1982年02期

7 屠錫根;我國煤礦抽瓦斯概況及其展望[J];煤礦安全;1984年03期

8 周友全;綜合治理瓦斯 確保礦井安全[J];煤炭工程師;1992年01期

9 于不凡;提高礦井瓦斯抽放率的途徑[J];煤炭工程師;1995年02期

10 楊秀科;完善抽放工藝提高瓦斯抽放率[J];煤炭工程師;1996年06期

相關(guān)會議論文 前10條

1 尚國安;郝新民;;地面抽放瓦斯鉆孔成井工藝及使用效果[A];第十三屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學(xué)術(shù)研討會論文專輯[C];2005年

2 ;采用綜合抽放 提高礦井瓦斯抽放率治理采面瓦斯[A];第六次全國煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)大會文集[C];2005年

3 靳鐘銘;趙陽升;賀軍;章夢濤;;含瓦斯煤體特性的實驗研究[A];水電與礦業(yè)工程中的巖石力學(xué)問題——中國北方巖石力學(xué)與工程應(yīng)用學(xué)術(shù)會議文集[C];1991年

4 劉明星;張占國;;5342綜放面綜合防火防瓦斯技術(shù)[A];煤礦重大災(zāi)害防治技術(shù)與實踐——2008年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

5 范智海;;高瓦斯特厚煤層“鉆墻”邊掘邊抽瓦斯技術(shù)及應(yīng)用[A];煤礦瓦斯地質(zhì)與抽采利用研究——陜西省煤炭學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（2012）[C];2012年

6 游浩;趙長春;;綜采放頂煤工作面初采期間瓦斯不穩(wěn)定涌出治理技術(shù)[A];瓦斯地質(zhì)與瓦斯防治進(jìn)展[C];2007年

7 夏國宏;;淺談高位巷在高瓦斯采煤工作面的應(yīng)用[A];中國煤炭學(xué)會第六屆青年科技學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2000年

8 聶百勝;何學(xué)秋;李祥春;張翔;;真三軸應(yīng)力作用下煤體瓦斯?jié)B流規(guī)律實驗研究[A];中國軟巖工程與深部災(zāi)害控制研究進(jìn)展——第四屆深部巖體力學(xué)與工程災(zāi)害控制學(xué)術(shù)研討會暨中國礦業(yè)大學(xué)（北京）百年校慶學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

9 常興民;魏民濤;王建樹;郭朝旭;;極軟突出厚煤層大采高綜采面瓦斯綜合防治效果評價[A];瓦斯地質(zhì)與瓦斯防治進(jìn)展[C];2007年

10 李寶玉;趙長春;;高瓦斯易燃煤層綜放面瓦斯治理技術(shù)研究[A];瓦斯地質(zhì)研究與應(yīng)用——中國煤炭學(xué)會瓦斯地質(zhì)專業(yè)委員會第三次全國瓦斯地質(zhì)學(xué)術(shù)研討會[C];2003年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 唐克培;永川煤礦新技術(shù)使瓦斯抽放率提高5倍以上[N];經(jīng)理日報;2007年

2 科學(xué)導(dǎo)報記者 耿倩 通訊員 牛青麓 曹宏杰;陽煤：新技術(shù)將瓦斯抽干榨盡[N];科學(xué)導(dǎo)報;2014年

3 唐克培;重煤集團(tuán)推出預(yù)防瓦斯新技術(shù)[N];經(jīng)理日報;2007年

4 毛秀芳;重煤抽放瓦斯新技術(shù)取得成功[N];經(jīng)理日報;2007年

5 遲嵩;嗜瓦斯菌井下顯奇效[N];中國安全生產(chǎn)報;2011年

6 來永臣;治瓦斯有了消溶新技術(shù)[N];中國煤炭報;2011年

7 宋欣　鄧清平;李子埡煤業(yè)公司降服瓦斯有重大突破[N];經(jīng)理日報;2007年

8 武奕君邋劉華;瓦斯 變害為利[N];中國礦業(yè)報;2007年

9 梁永成 本報記者 王大偉;“伏虎”要訣[N];雞西日報;2010年

10 山東中泰集團(tuán)康金煤礦 劉崇彬;淺談高瓦斯礦井如何治理瓦斯[N];畢節(jié)日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 王水利;瓦斯組分吸附濃縮的實驗與模擬研究[D];西安科技大學(xué);2010年

2 雷東記;靜電場對煤樣吸附解吸瓦斯影響的實驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

3 王儉;基于安全分區(qū)的通風(fēng)瓦斯風(fēng)險控制研究[D];西安科技大學(xué);2008年

4 呂閏生;受載瓦斯煤體變形滲流特征及控制機(jī)理研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)（北京）;2014年

5 汪東生;近距離煤層群保護(hù)層開采瓦斯立體抽采防突理論與實驗研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 李桂波;鉆孔抽采瓦斯的機(jī)理研究[D];太原理工大學(xué);2014年

2 侯錦秀;煤結(jié)構(gòu)與煤的瓦斯吸附放散特性[D];河南理工大學(xué);2009年

3 姚俊耀;低滲透含瓦斯煤巖體滲透率壓敏效應(yīng)的實驗研究[D];重慶大學(xué);2012年

4 高建成;屯留煤礦瓦斯預(yù)測防治與控制爆破研究[D];河南理工大學(xué);2010年

5 李孟陽;鉆孔抽放瓦斯固氣耦合數(shù)值模擬研究[D];重慶大學(xué);2012年

6 高明;基于LB方法裂隙煤體瓦斯?jié)B流模擬及軟件開發(fā)[D];山東科技大學(xué);2008年

7 嚴(yán)敏;綜放面瓦斯爆炸危險性非線性分析模型及應(yīng)用[D];西安科技大學(xué);2009年

8 王振亞;鉆孔直徑與預(yù)抽瓦斯效果關(guān)系研究[D];河南理工大學(xué);2012年

9 閆晶晶;抽采條件下采空區(qū)覆巖冒落形態(tài)與瓦斯運(yùn)移規(guī)律的研究[D];山東科技大學(xué);2009年

10 桑聰;沙曲礦近距離煤層群主采工作面瓦斯涌出規(guī)律研究與應(yīng)用[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

本文編號：2522103