振動(dòng)條件下煤體滲流實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、煤礦在掘進(jìn)過(guò)程中，由于煤層受到連續(xù)不斷的機(jī)械振動(dòng)作用，煤體內(nèi)部巖體發(fā)生應(yīng)力應(yīng)變，致使煤體原始瓦斯賦存平衡狀態(tài)被打破。使得以吸附態(tài)與游離態(tài)賦存于煤體內(nèi)的瓦斯氣體發(fā)生變化，隨著開采過(guò)程中振動(dòng)作用致使以吸附態(tài)賦存于煤體中的瓦斯得以解吸，打破了煤體原有的賦存狀態(tài)。進(jìn)而使煤體內(nèi)部壓力分布發(fā)生變化，改變了煤體內(nèi)部瓦斯氣體的吸附解吸而影響煤體瓦斯的滲透性。同時(shí)，由于我國(guó)處于幾大地質(zhì)構(gòu)造帶之間使得煤礦瓦斯呈現(xiàn)為低滲透性、高瓦斯性、高地應(yīng)力，造成煤層瓦斯

2、氣開采利用程度低，礦井瓦斯災(zāi)害頻發(fā)。因而，研究煤體掘進(jìn)過(guò)程中在機(jī)械振動(dòng)的作用下，煤體內(nèi)部瓦斯賦存狀態(tài)的變化規(guī)律，有利于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)瓦斯煤體滲透性、完善煤層瓦斯氣的開采理論以及提高低滲透煤層瓦斯氣的產(chǎn)量對(duì)分析研究煤體瓦斯吸附解吸運(yùn)移規(guī)律與煤層瓦斯氣的開采和煤礦安全都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文通過(guò)研究煤體振動(dòng)前后瓦斯?jié)B流與解吸特性，設(shè)計(jì)了一種在有限體積內(nèi)對(duì)煤樣進(jìn)行低頻振動(dòng)、改變煤體內(nèi)部原始結(jié)構(gòu)狀態(tài)，進(jìn)而改善煤體滲透性的振動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)

3、以ES-05-150電動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)為核心，由振動(dòng)試驗(yàn)系統(tǒng)、振動(dòng)臺(tái)與功率放大器組成；結(jié)合三軸瓦斯?jié)B流試驗(yàn)系統(tǒng)中的氣體滲流試驗(yàn)進(jìn)行對(duì)不同振動(dòng)頻率條件的煤體進(jìn)行滲流試驗(yàn)。
　　本文通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，以煤體不同的振動(dòng)頻率為變量，考慮煤體在不同的工況條件下煤體的滲透特性。在不同的圍壓、不同瓦斯壓力、不同煤體粒徑的情況下，研究不同的加載階段煤體滲透率的變化規(guī)律；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)分析研究煤體振動(dòng)前后以及不同粒徑煤體滲透性的變化特征。為煤與瓦斯突出與煤體

4、在采掘過(guò)程中滲透性的研究提供理論依據(jù)。
　　由實(shí)驗(yàn)可知，煤樣在振動(dòng)后，在圍壓恒定的情況下，煤樣滲透率隨著瓦斯壓力的增大表現(xiàn)為先快速下降，在瓦斯壓力處于0.6MPa時(shí)，滲透率下降速度出現(xiàn)平緩趨勢(shì)，煤樣滲透率與瓦斯壓力呈現(xiàn)為斜“V”字變化趨勢(shì)；隨著圍壓的增大，煤體滲透性呈負(fù)指數(shù)形式減?。辉诓煌咚箟毫?、不同圍壓條件下，隨著振動(dòng)頻率的增加，煤體滲透率以指數(shù)方式呈遞增趨勢(shì)；在0HZ-40HZ頻率段時(shí)，煤體滲透率的提升率整體是上升的，在40