高压水载荷下煤体变形特性及瓦斯渗流规律研究

【摘要】在设计与改装“高压水载荷下瓦斯渗流实验装置”以及采用“二次成型法”成功制取原煤煤样试件的基础上，对煤样试件高压水载荷下的破裂过程及压裂前后的渗透率变化进行了实验研究。分析了两种典型原煤煤样试件(原生结构煤及构造软煤)的破裂过程、水压临界条件以及高压水加载前后的瓦斯渗流规律；采用该试验装置得出压裂过程中煤样试件的裂隙起裂、延展与加载轴压、围压的关系；设计了两个穿层钻孔(一个压裂对象为构造软煤，另外一个为软煤的坚硬顶板)的压裂方案，并在淮北矿业(集团)有限责任公司临焕煤矿进行了现场试验考察，采用压裂后钻孔瓦斯抽采浓度与流量等指标考察压裂效果。试验结果表明，水力压裂对松软煤层而言效果甚微，进一步印证了实验室结论。针对这一问题，论文提出了对松软煤层的坚硬顶板进行压裂以达到对该煤层卸压增透的目的。现场结果表明“松软煤层顶板致裂”能大幅增加松软煤层的渗透率，大大提高瓦斯抽放效果。
【作者】田坤云；
【导师】郭德勇；
【作者基本信息】中国矿业大学（北京），安全技术及工程，2014，博士
【关键词】原煤煤样；高压水；破裂过程；瓦斯渗流；裂隙延展；穿层钻孔；顶板致裂；

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