采矿与安全工程学报

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液氮致裂烟煤渗透率及其应力敏感性研究

  

  1. 1.中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室,矿业工程学院,江苏 徐州 221116;2.西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;3.澳大利亚伍伦贡大学工程与信息科学学院,新南威尔士 伍伦贡 2522;4.中国矿业大学(北京)共伴生能源精准开采北京市重点实验室,资源与安全工程学院,北京 100083
  • 出版日期:2020-03-15 发布日期:2020-04-28
  • 作者简介:张磊(1986— ),男,山西省平遥县人,副教授,工学博士,硕士生导师,主要从事绿色开采与智能开采等方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51704274,51974239);中国科协“青年人才托举工程”项目(2017QNRC001);北京市自然科学基金项目(8184082)

Permeability of bituminous coal and its stress sensitivity under liquid nitrogen fracturing

  • Online:2020-03-15 Published:2020-04-28

摘要: 为了研究液氮致裂条件下烟煤渗透率及其应力敏感性演变规律,取许疃煤矿自然含水率烟煤进行了多次液氮致裂实验,分析了液氮致裂前后不同应力条件下渗透率变化特征,探究了液氮致裂作用对煤应力敏感性影响规律。结果表明:恒定围压下渗透率随着有效应力减小,呈现出先减小后增大的趋势,符合二次函数分布;多次液氮致裂能有效提高煤体渗透率,渗透率随致裂次数的增加而增加,但增长速率逐渐变缓;定义了渗透率离散度来表征改变气体压力所引起渗透率值改变的波动范围,渗透率离散度经过第一次液氮致裂后有明显增加,而其余几次液氮致裂波动范围很小;在同一气体压力下,围压敏感性系数随着围压增大而减小,渗透率损害率随着致裂次数和气体压力增大而增大;第一次液氮处理对煤体渗透率和应力敏感性影响最为显著,后几次液氮处理影响较小。

关键词: 液氮, 多次致裂, 烟煤, 渗流特性, 应力敏感性