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孔隙压力和温度对煤岩中氮气渗流影响的实验研究

2021-04-06姚冠霖唐明云郑鹏先段三壮张海路

煤矿安全 2021年3期
关键词:实验

姚冠霖,唐明云,2,郑鹏先,段三壮,张海路

(1.安徽理工大学 能源与安全学院,安徽 淮南232001;2.煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽 淮南232001)

渗透率作为反映瓦斯在煤岩中流动难易程度的重要指标,对矿井瓦斯灾害的防治有着重要意义。研究表明,煤岩渗透率受温度、围岩应力、孔隙压力、流体属性等因素的影响。温度主要通过热效应,膨胀效应等方式影响煤岩渗透率。文献[1-6]通过不同温度下实验研究,得出渗透率随温度变化多呈现出指数函数关系以及幂函数关系,且包括煤阶在内的诸多条件均会影响煤岩渗透特性;而孔隙压力主要通过改变煤岩吸附特性影响渗透率,文献[7-10]中均通过实验均得出了煤岩渗透率随孔隙压力变化呈现出幂函数变化规律,以上的实验表明煤岩渗透率对温度和孔隙压力变化都表现出一定的敏感性,文献[11-14]研究了不同温度,压力条件下的渗透率模型,不仅证实了考虑温度与孔隙压力的必要性,同时也在理论层面验证了前人实验得出的部分煤岩渗透率变化规律。以上学者在对煤岩渗透率研究方面取得了较好的成果,但其主要是对温度或孔隙压力等单因素作用下的煤岩渗透特性规律进行研究,而且实验孔隙压力和温度普遍偏低,难以准确反映高温高压下煤岩渗透特性,此外,实验多以甲烷为流体介质进行实验,但文献[15-16]都通过实验证实吸附气体对煤岩渗透特性均存在一定影响。随着传统的压裂技术越来越难以适应生产需求,液氮压裂作为一种新型的增透技术正逐步获得应用,可氮气究竟对煤岩渗透率造成怎样影响却少有研究[17]。……

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