高温三轴应力下无烟煤、气煤煤体渗透特性的试验研究

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1、第29卷第4期岩石力学与工程学报Vol.29No.42010年4月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringApril，2010高温三轴应力下无烟煤、气煤煤体渗透特性的试验研究1212223冯子军，万志军，赵阳升，李根威，张源，王冲，朱南京(1.太原理工大学采矿工艺研究所，山西太原030024；2.中国矿业大学矿业工程学院，江苏徐州221008；3.陕西华电榆横煤电有限责任公司，陕西榆林719000)摘要：利用自主研制的600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机系统，分别研究大尺寸(φ200mm×400mm)晋城无烟煤和兴隆

2、庄气煤试样在恒定500m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度时渗透特性的演化规律。结果表明：(1)在室温～300℃中低温段，煤体渗透率随温度的变化存在一个阈值温度。当温度达到阈值温度时，渗透率降至最低值。(2)在300℃～600℃高温段，煤体渗透率随温度的变化存在一个峰值温度，峰值温度处渗透率为该温度段内的最大值。(3)煤体渗透率随温度的变化呈现阶段性：室温至阈值温度为第一阶段，渗透率随温度的增加而降低；阈值温度至峰值温度为第二阶段，渗透率随温度的升高而增加；高于峰值温度后，渗透率随温度的增加而降低。(4)渗透率随温度变化的阈值温度和峰值温度与煤阶有关。无烟煤渗透率的

3、阈值温度是150℃～200℃，峰值温度为450℃～500℃，而气煤渗透率的阈值温度为200℃～250℃。关键词：采矿工程；高温高压；无烟煤；气煤；渗透率中图分类号：TD315文献标识码：A文章编号：1000–6915(2010)04–0689–08EXPERIMENTALSTUDYOFPERMEABILITYOFANTHRACITEANDGASCOALMASSESUNDERHIGHTEMPERATUREANDTRIAXIALSTRESS12122FENGZijun，WANZhijun，ZHAOYangsheng，LIGenwei，ZHANGYuan，23WANGChong

4、，ZHUNanjing(1.InstituteofMiningTechnology，TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan，Shanxi030024，China；2.SchoolofMiningEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou，Jiangsu221008，China；3.ShaanxiHuadianYuhengCoalandElectricityCo.，Ltd.，Yulin，Shaanxi719000，China)Abstract：Utilizingthe60

5、0℃20MNservo-controlledrocktriaxialtestingmachinewithhightemperatureandhighpressuredevelopedbytheauthors，theresearchofpermeabilityofanthracitefromJinchengandgascoalfromXinglongzhuangcoalminewith400mmlongand200mmindiameteriscarriedoutunderin-situstresswithdepthof500manddifferenttemperatures

6、，consideringcoefficientofhorizontalpressure1.2.Theresearchresultsindicatethat：(1)Acriticaltemperatureisfoundwhenthepermeabilityofsamplesexperiencedchangeswithtemperaturefromroomtemperature(RT)to300℃，evidencingthatthepermeabilityofcoalsamplesreachestheminimumvalueatthistemperaturestage.(2)

7、Apeaktemperatureisalsofoundfrom300℃to600℃，andthepermeabilityatthistemperaturepointreachesthemaximumvalueattemperatureover300℃.(3)Theprocessofcoalsamples′permeabilitychangingcanbedividedintothreestagesbythecriticaltemperatureandpeaktemperaturefromRTto600℃.Thepermeabi