摘要
伴随着技术进步及浅部矿产资源枯竭,深部矿产资源开发与利用成为常态.深部煤层开采过程中,煤岩所受力学环境复杂,往往受到循环加卸载状态.应力状态的改变必然导致孔隙率及渗透率的变化,研究煤体孔隙率及渗透率演化规律对资源开采及安全具有重要意义.以煤体为研究对象,利用自主研制的三轴渗透仪,开展了围压等幅循环加卸载条件下煤孔隙率及渗透率演化规律实验研究.通过改变初始围压值及循环载荷幅值,得到循环初始围压和循环载荷幅值等对围压等幅循环加卸载条件下煤体渗透率演化影响.基于核磁共振实验得到围压等幅循环载荷对煤体孔隙结构演化影响.实验结果表明:预应力加载时,随着围压的增加,煤岩孔隙率及渗透率降低.随着围压加卸载次数的增加,煤岩孔隙率及渗透率逐渐降低并趋于稳定.循环幅值一定时,初始围压值越高,孔隙率及渗透率稳定值越小;初始围压值一定时,循环幅值越大,孔隙率及渗透率变化幅度越大.孔隙率及渗透率随加卸载次数的增加呈指数减小关系.随着循环加卸载的次数增加,使煤岩孔隙率及渗透率达到相对稳定的状态.通过NMR分析,循环加卸载过后,煤岩大孔减少趋势明显,中孔次之,小孔基本未发生较大变化,煤岩孔径越大,煤岩渗透率越大.
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