高温三轴应力下无烟煤、气煤煤体渗透特性的试验研究

摘要

利用自主研制的600 ℃ 20 MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机系统,分别研究大尺寸((200 mm×400 mm)晋城无烟煤和兴隆庄气煤试样在恒定500 m原岩应力(侧压系数1.2)条件下不同温度时渗透特性的演化规律.结果表明:(1) 在室温～300 ℃中低温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个阈值温度.当温度达到阈值温度时,渗透率降至最低值.(2) 在300 ℃～600 ℃高温段,煤体渗透率随温度的变化存在一个峰值温度,峰值温度处渗透率为该温度段内的最大值.(3) 煤体渗透率随温度的变化呈现阶段性:室温至阈值温度为第一阶段,渗透率随温度的增加而降低;阈值温度至峰值温度为第二阶段,渗透率随温度的升高而增加;高于峰值温度后,渗透率随温度的增加而降低.(4) 渗透率随温度变化的阈值温度和峰值温度与煤阶有关.无烟煤渗透率的阈值温度是150 ℃～200 ℃,峰值温度为450 ℃～500 ℃,而气煤渗透率的阈值温度为200 ℃～250 ℃.