卸围压作用下煤岩破断及渗透特性

利用含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置，进行了不同气体压力作用下煤岩卸围压作用的瓦斯渗流实验。实验结果显示，渗透率变化呈现阶段性特点，全过程可以分为3个阶段：阶段I，渗流减小阶段；阶段II，稳定渗流阶段；阶段III，加速渗流阶段。采用Kozeny-Carman方程描述渗透性与孔隙度的关系，研究煤岩变形与瓦斯渗流的关系，建立了卸围压煤岩变形与渗透率的相关性模型。理论分析表明：在阶段I，外部压力和孔隙压力的变化是引起煤样渗透率发生变化的主要原因，在阶段II和阶段III，外部压力成为主导；在破坏后阶段，渗透率增长1个数量级，变化十分明显。由于理论计算结果与实验曲线较为接近，模型反映了不同瓦斯压力下加载煤岩变形与渗透率变化的基本特征。