新景矿3号煤层渗透率对有效应力敏感性实验分析 论文

在分析新景矿3号煤层渗透率对有效应力的敏感性时，我们首先需要明确几个重要的概念。煤层渗透率是指在单位时间内，单位面积的煤层流体在单位压力梯度下的流体流量，它是一个衡量煤层中流体流动能力的物理量。有效应力是指作用在煤层上所有外加应力与孔隙流体压力的差值，它反映了应力在煤层孔隙结构上的实际作用效果。应力敏感性则表征了煤层渗透率随有效应力变化的敏感程度，是一个重要的参数，用以评估煤层瓦斯或地下水的流动性能在开采过程中的变化情况。实验使用的是KDZS-II型煤体瓦斯瞬时解吸及渗流特性测试仪，该仪器能够测量煤体在不同条件下的瓦斯解吸特征和渗流特性。实验是在两个不同的气体压力条件，即0.31MPa和0.61MPa下进行的，通过这些条件来探究气体压力对煤层渗透率敏感性的影响。实验结果显示，新景矿3号煤层渗透率对有效应力具有极强的敏感性，随着有效应力的增加，煤层渗透率呈下降趋势。这种关系可以用负指数幂函数来描述，说明了有效应力与煤层渗透率之间的依赖性。这意味着在开采过程中，随着深度的增加和应力状态的变化，煤层的渗流能力将会显著变化，从而影响瓦斯的运移和开采效率。同时，实验还发现，在相同的气体压力和有效应力条件下，不同煤样试件的渗透率变化存在显著差异。这种分异现象可能与煤样试件本身的微观结构有关，例如孔隙度和裂隙的方向性。孔隙度是衡量煤体中孔隙空间大小的物理量，孔隙度高的煤样试件通常具有较好的渗透性，因为孔隙空间为流体的流动提供了通道。裂隙方向与煤样试件轴线的平行度也是一个重要因素，与轴线平行的裂隙更容易形成连续的渗流通道，从而导致渗透率增大。本研究对于煤层渗透率的研究具有一定的指导意义。在实际的煤矿开采工程中，矿井的深度越深，地层压力越大，有效应力也会随之增大。若煤层的渗透率对有效应力具有高度敏感性，那么在开采时必须对渗透率的变化做好评估和预测，以确保矿井的安全与生产效率。研究结果还可以帮助开发出更加科学有效的瓦斯抽采方法，以减少煤矿中的瓦斯积聚，避免因瓦斯超标导致的安全事故。关键词中提到的MT 223-1990，可能是相关的国家标准或行业标准，用于指导实验操作、数据收集或结果分析的过程，但未提供具体标准内容，无法深入讨论。此外，文中的中图分类号、文献标志码、文章编号等信息为标准的学术出版格式要素，这些信息有助于学术资料的分类与检索，但它们并不涉及实验的具体技术细节，因此在此不做深入探讨。通过上述分析，我们可以看出实验分析的结果对于煤炭开采具有重要的参考价值，能够帮助相关从业人员更好地理解和掌握煤层的流体动力学特性，从而更加合理地规划和执行煤矿的开采工作。