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饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究.pdf

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资源描述

1、第 48 卷增 1煤炭学报Vol.48Supp.12023 年4 月JOUNAL OF CHINA COAL SOCIETYApril2023饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究张保勇1,李焕如1,高霞2,于洋1(1黑龙江科技大学 安全工程学院,黑龙江 哈尔滨150022;2黑龙江科技大学 建筑工程学院,黑龙江 哈尔滨150022)摘要:瓦斯水合固化防突方法能高倍固化瓦斯,降低瓦斯压力,并且前期研究表明,水合物的生成填充煤体孔隙,能够提高煤体强度,改善煤体力学性质,有望减弱煤与瓦斯突出危险性。渗透率是检验瓦斯水合物煤体体系水合固化效果的关键参数,因此利用应力渗流固化一体化三轴试验机,开展

2、了 3 种目数和 3 种饱和度条件下含瓦斯煤、含瓦斯水合物煤体渗透实验,测定了瓦斯水合物生成前后煤体渗透率;基于含水合物多孔介质渗透率模型,探讨了煤体中瓦斯水合物的分布模式。结果表明:水合物生成后煤体的渗透率降幅为 199%930%,其中 40 60 目(0250 0425 mm)60%饱和度煤样渗透率降低幅度最大;随着饱和度增加,2040 目(04250850 mm)及4060 目(02500425 mm)含瓦斯水合物煤体渗透率均先减小后增大,6080 目(018025 mm)煤样始终呈增大趋势;将试验结果与渗透率理论模型对比发现,本试验煤体中瓦斯水合物分布模式以表面胶结型为主,水合物生成对

3、煤体内瓦斯渗流通道的阻塞效果显著。关键词:煤与瓦斯突出;瓦斯水合物;饱和度;渗透率;分布模式中图分类号:TD713文献标志码:A文章编号:02539993(2023)S1012208移动阅读收稿日期:20220430修回日期:20220702责任编辑:王晓珍DOI:1013225/jcnkijccsWS220637基金项目:国家自然科学基金面上资助项目(51974112,51674108);国家自然科学基金联合基金资助项目(U21A20111)作者简介:张保勇(1982),男,安徽霍邱人,教授,博士。Email:byzhang1982 163com引用格式:张保勇,李焕如,高霞,等 饱和度对含

4、瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究J 煤炭学报,2023,48(S1):122129ZHANG Baoyong,LI Huanru,GAO Xia,et al Experimental study on effect of saturation on the permeabilityof gas hydrate bearing coalJ Journal of China Coal Society,2023,48(S1):122129.Experimental study on effect of saturation on the permeability ofgas hydrate bear

5、ing coalZHANG Baoyong1,LI Huanru1,GAO Xia2,YU Yang1(1School of Safety Engineering,Heilongjiang University of Science Technology,Harbin150022,China;2School of Architecture Civil Engineering,Hei-longjiang University of Science Technology,Harbin150022,China)Abstract:Coal and gas outburst prevention tec

6、hnology based on the hydrate method can make gas hydration and reduce gaspressure Previous study shows that the formation of gas hydrate can fill coal pores,improve coal strength and the mechan-ical properties of coal,which is supposed to reduce the risk of coal and gas outburst The permeability of

7、gas hydratebearing coal is the key parameter to test the hydration and solidification effect of gashydratecoal system Using stressseepage hydration integrated triaxial testing machine,the authors carried out the coal permeability experimentsunder three meshes and three saturation conditions,and dete

8、rmined the permeability of gas bearing coal and gas hydratebearing coal Subsequently,the distribution modes of gas hydrate was discussed by referencing permeability modelsof hydrate porous media The results show that under the influence of hydrate formation,the coal permeability decreasesfrom 199%to

9、 93%,in which the decreased permeability of 4060 mesh coal samples with 60%saturation is thelargest With the increase of saturation,the gas permeability of 2040 mesh and 4060 mesh coal samples first decreasesand then increases,while that of 6080 mesh coal samples always shows an increasing trend Com

10、paring the test results增刊 1张保勇等:饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究with the permeability theoretical models,it is found that the distribution mode of gas hydrate is mainly cementingmodel,hydrate formation has obvious blocking effect on gas seepage channel in coal This research work is expected toprovide an experi

11、mental reference for gas hydration and solidification outburst prevention technology and its applicationKey words:coal and gas outburst;gas hydrate;saturation;permeability;distribution mode煤炭作为我国的重要能源,其主体能源地位在一段时期内不会发生改变12。由于能源需求和开采强度的逐年增大,煤炭开采深度逐渐向深部发展,煤与瓦斯突出等动力灾害发生愈加频繁,造成的损害日趋严重35。揭煤或落煤等瓦斯赋存区扰动促使高

12、能量瓦斯瞬间涌出是导致煤与瓦斯突出事故的主要原因6,延缓扰动时瓦斯的集中涌出是防治此类事故的有效途径。基于瓦斯水合物生成条件温和、含气率高、分解热大等优点,吴强等7 提出瓦斯水合固化防突方法,能够降低煤层瓦斯压力,而且水合物生成填充了煤体孔隙,提高了煤体的强度8,有望达到防治煤与瓦斯突出目的。瓦斯水合固化后,填充煤体孔隙的瓦斯水合物可能限制瓦斯的运移补充,加之瓦斯水合反应时间较短(一般在 32 h 以内)8,可以在较短时间降低瓦斯压力。受瓦斯运移补充、抽采效率低等问题影响,目前预抽煤层瓦斯防突技术工期较长(1 3 个月),瓦斯水合固化方法的运用有望对缩短目前较长的石门揭煤工期产生效果6。因此,

13、进行含瓦斯水合物煤体渗透特性试验研究,深入了解水合物生成后突出危险煤体的瓦斯渗流规律尤为重要。以瓦斯灾害防治和瓦斯抽采为研究动机,诸多学者针对含瓦斯煤渗透特性开展了一系列试验研究工作。尹光志等911 发现原煤煤样在不同瓦斯压力下,含水率与渗透率呈负相关的线性关系。CHAO 等12 通过试验发现相同应力条件下,孔隙度和渗透率与煤样粒径成反比,煤样的渗透率随含水量增加而降低,呈负指数函数关系。魏建平等13 通过试验测试发现了原煤煤样的气体渗透性随着含水量增加呈指数下降的规律,LI 等14 在此基础上还发现含水量高于6%时,含水量对渗透率的影响明显减弱。李波波等1516 试验发现在相同孔隙压力下,渗

14、透率随含水率增大而减小,并结合滑脱效应的影响,进一步构建了考虑水分影响的渗透率模型。以天然气水合物安全高效开采为研究目的,国内外学者围绕水合物饱和度与沉积物渗透率之间关系,开展了水合物饱和度、孔隙度、沉积物种类等对含天然气水合物沉积物渗透率影响规律研究。KUMA等17 用气体渗流法进行试验,研究发现初始水饱和度小于 35%时,水合物合成于骨架颗粒表面,初始水饱和度大于 35%时水合物则合成于孔隙中心,且具有孔隙填充趋势,并依此建立了一维数值模型评价了渗透率降低指数对分解过程的影响。SHEN 等18 通过试验研究了孔隙度和水合物饱和度对天然气水合物沉积物渗透率的耦合效应,发现在较高饱和度下水合物

15、的阻碍更明显,在较高初始孔隙度下渗透率降低也更明显。吴丹梅等19 通过石英砂模拟介质试验发现水合物饱和度的增加会引起渗透率逐渐下降,并且当水合物饱和度较低时(SH10%),水合物对多孔介质孔隙的堵塞作用更明显。ZHANG 等20 利用高压反应装置进行天然气水合物生成试验,发现连续的水合物生长会占据孔隙空间,降低多孔介质中的平均孔半径和喉半径,导致流体流动路径阻塞。DELLI等21 通过试验和建模分析发现随着水合物饱和度的增加,渗透率逐渐降低,水合物形成形态从胶结逐渐变化为孔隙填充。上述内容主要是以瓦斯煤和水合物沉积物介质体系为研究对象,瓦斯煤体系介质组成、水合物沉积物体系应力条件等与瓦斯水合物

16、煤体介质体系存在显著差异,难以为瓦斯水合固化技术提供较准确的数据和试验支撑。然而,水合物生成、水合物饱和度、水合物分布模式等因素对瓦斯水合物煤体体系渗透率影响规律是分析瓦斯水合固化效果的关键。因此,笔者针对瓦斯水合固化防突问题,采用自主设计的应力渗流固化一体化三轴试验机,开展不同含水量下含瓦斯煤体渗透率测试和不同饱和度条件下含瓦斯水合物煤体渗透率测试试验,获取瓦斯水合物形成及水合物饱和度对煤体渗透率影响规律,结合平行毛细管模型和 Masuda 下降模型,讨论煤体中瓦斯水合物分布模式,可为水合固化防突方法的应用提供试验参考和数据支撑。1试验1.1试样制备和试验装置试验用煤取自龙煤集团城山矿二采区

17、 42 号瓦斯突出煤层。分别用 20 40 目(0425 0850 mm)、40 60 目(0250 0425 mm)、60 80 目(0180 0250 mm)粒径煤粉与去离子水混合,制成 50 mm100 mm 标准型煤试样22,使用压力机 196 kN 恒压30 min 压制煤样,取出成型煤样后放入烘干箱,烘干321煤炭学报2023 年第 48 卷过程称量煤样,当达到预定含水量的质量后,取出煤样装入三轴室,制备过程如图 1 所示。试验用气样为纯甲烷(体积分数 9999%)。去离子水由实验室自制。图 1样品制备过程示意Fig1Schematic diagram of sample prep

18、aration process目前,多孔介质体系内水合物饱和度计算主要有2 种方法,一是采用持续供气的气饱和法,假设水分完全反应,通过初始含水量计算水合物饱和度;二是根据水合物生成过程消耗的气体量来计算水合物饱和度。笔者参照 Sloan 相平衡试验结果,选取温度05、瓦斯压力 4 MPa 为试验条件(该温压条件在水合物生成相平衡稳定区),通过气饱和法在煤体中生成水合物。本试验对饱和度的控制是在煤样总孔隙已知的条件下,给定目标水合物饱和度为 40%,60%,80%,计算得到相应饱和度下水合物体积,再由反应方程式等公式计算得到相应水的质量,从而通过改变煤样中水的质量控制水合物饱和度。水合物饱和度计

19、算、孔容等数据见参考文献 8。3 种目数20 40 目(0425 0 850 mm,记为 C1)、40 60目(0250 0425 mm,记为 C2)、60 80 目(0180 0250 mm,记为 C3)煤样基本参数见表 1。应力渗流固化一体化三轴试验机如图 2 所示。装置主要包括水合固化荷载高压釜、恒温控制箱、增压系统、气体渗流测量系统和数据采集系统等。核心部分为水合固化荷载高压反应釜,试验用煤样安装在夹持器内然后置于反应釜中。气体渗流测量系统主要配备了品川湿式流量计,另行搭配了保护流量计的流量控制阀、微差压显示表、U型防护压力计等,可准确测试并记录气体流量等实时变化数据。反应釜可承受最大

20、压力 20 MPa,可对高压釜中样品进行两端同时供气;空气浴恒温控制箱控温范围为10 60,温度波动度在01 内。温度传感器测量范围为30 50,精度为001。压力传感器测量范围为 0 30 MPa,精度为001 MPa。1.2渗透率计算试验直接测量煤样中瓦斯渗透率的方法主要包括非稳态法和稳态法2223。由于稳态法具有原理简单、操作方便、稳定性和一致性较好、对煤体介质测试效果好等优点24,本试验采用稳态法测量渗透率,并利用达西定律计算渗透率,即Q=KAdpdx(1)式中,Q 为试样横截面的体积流量,m3/s;K 为试样渗透率,m2;A 为试样横截面积,m2;dp/dx 为试样 dx 微段内流体

21、的压力梯度,Pa/m;为测定温度下气体动表 1含瓦斯水合物煤体渗透率测试方案及基本参数Table 1Test scheme and basic parameters for permeability test of gas hydrate bearing coal编号煤粉目数含水量mc/g饱和度Sh/%围压3/MPa试样直径D/mm试样高度H/mm煤样质量M/g密度/(gcm3)C11C12C1320406264093960125280750801019723484117509710328229811145095983024368127C21C22C2340604604069060960807

22、5093990823260118509010062227701155094986621780113C31C32C3360804974068260997807508410162227961135145103322309611150881016022407113421增刊 1张保勇等:饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究图 2应力渗流固化一体化三轴试验机Fig2Stress-seepage-hydration integrated triaxial testing machine力黏度系数,20 时取 108105Pas,05 时102105Pas2526。将式(1)积分后,得到计算渗透率公

23、式为K=2 p0QoutL(p21 p22)A(2)式中,Qout为出口气体流量,m3/s;L 为试样长度,m;p0为大气压力,取 101 325 Pa;p1为进气压力釜的压力,Pa;p2为出气压力釜的压力,Pa。含瓦斯煤体、含瓦斯水合物煤体渗透率测试数据处理结果见表 2,3。表 2含瓦斯煤体渗透率测试数据处理结果Table 2Data processing results of the permeability test of gas bearing coal编号含水量mc/g出口气体流量 Qout/(105m3s1)进气压力 p1/MPa出气压力 p2/MPa试样长度L/mm横截面积A/1

24、03m2初始渗透率K0/1015m2C16261066452347101972027141793952745033910328204006711252267454351983020390359C24604184513549908203705956907094513481006220350961960281456356986620380384C35311564449349101622030218679724124503491033220803333106221174503481016020332900表 3含瓦斯水合物煤体渗透率测试数据处理结果Table 3Data processing res

25、ults of the permeability test of gas hydrate coal编号饱和度 Sh/%出口气体流量 Qout/(105m3s1)进气压力p1/MPa出气压力p2/MPa试样长度L/mm横截面积A/103m2渗透率K/1015m2归一化渗透率 K/K0C140344451350101972027044803166008445234710328204001050157801774513469830203902240624C2403784523479908203704770801600524533441006220350067007080201451342986620

26、3802450640C340198450349101622030025901196041345035010332208005450163801099450350101602033145005001.3试验方案和步骤为探究瓦斯水合物形成及水合物饱和度对煤体渗透特性影响规律,首先,体系吸附平衡后测定该状态下含瓦斯煤体初始渗透率;继而降低高压釜内温度至05,充入 4 MPa 瓦斯,采用气体过量法控制方式 2728,基于水分完全反应的假设,通过控制煤样初始521煤炭学报2023 年第 48 卷含水量,合成不同饱和度水合物。测试过程将进气压力设定为45 MPa、限压阀压力设定为35 MPa,以尽量保障测

27、试过程气体和水合物稳定性。本试验具体步骤如下:(1)水合物生成。将煤样平放在夹持器中间,使用热风枪和热缩管包裹煤样与夹持器两端,再用铁丝加固热缩管与夹持器上密封圈的接触处,保证密封性良好;将加固好的夹持器整体装入高压釜中,向其注入去离子水直至注满高压釜,再连接好进气管、出气管和围压管线;使用液压泵将高压釜内围压增加到 5 MPa,围压稳定后向进气端通入 4 MPa 瓦斯,出气端将阀门关闭;调整恒温箱温度至05,并不间断充入瓦斯,继续使用 4 MPa 气压进行水合物生成。当压力保持稳定 6 h,认为水合物生成结束,开始含瓦斯水合物煤体渗透率测试。(2)渗 透 率 测 定。增 加 进 气 端 瓦

28、斯 气 压 至45 MPa,出气端使用回压阀将出气压力控制在35 MPa(此操作能确保瓦斯从进气端流向出气端,并保持水合物稳定状态),然后调整围压,使其稳定在 7 MPa,最后通过气体渗流测量系统测量10 min 的瓦斯稳定渗流量,并记录。2试验结果与讨论2.1瓦斯水合物生成对煤体渗透率影响根据不同饱和度下 3 种煤样瓦斯水合物生成前后的渗透率测试数据绘制得到图 3,由图 3 可知,含瓦斯水合物煤体渗透率均低于含瓦斯煤,说明瓦斯水合物生成于煤孔隙空间之中,堵塞了瓦斯气体运移通道,造成了煤体渗透率的下降。图 3不同饱和度下 C1C3 煤样瓦斯水合物生成前后渗透率Fig3Permeability

29、before and after gas hydrate formation of C1C3 coal sample under different saturationC1 体系中,含瓦斯煤渗透率随含水量的增大而逐渐减小,瓦斯水合物生成对煤体渗透率的影响也因饱和度变化而不同,40%水合物饱和度下渗透率为04481015m2,到 60%水合物饱和度时渗透率下降到 01051015m2,80%水合物饱和度时渗透率为02241015m2,3 种饱和度下含瓦斯水合物煤体渗透率分别占对应的含瓦斯煤体渗透率的 032(40%)、016(60%)、062(80%)。C1 中 60%饱和度下瓦斯水合物形成对

30、煤体渗透率影响最大。40%饱和度下含瓦斯煤渗透率最高,为 1421015m2,瓦斯水合物生成后,其煤体渗透率降低值最大,降低了 0971015m2。而 80%饱和度对应的含瓦斯煤渗透率最小,为 0361015m2,瓦斯水合物生成后,其煤体渗透率降低值最小,降低了 0141015m2。C2 体系中,饱和度 60%对应的含瓦斯煤渗透率最高,为 0961015m2,瓦斯水合物生成后,饱和度60%渗透率降低值最大,降低了 0891015m2,降幅930%。而饱和度 80%对应的含瓦斯煤渗透率最小,为 0381015m2,瓦斯水合物生成后,煤体渗透率降低值最小,降低了 0141015m2。分析认为,含瓦

31、斯煤渗透率高,反映出煤体孔隙发达、连通性好,能给瓦斯水合物生成提供充分的反应空间和较好的传质条件,使其较多的分布于瓦斯流动通道之中,因此,渗透率越高的含瓦斯煤,瓦斯水合物生成对其渗透率影响越大29。C3 体系中,饱和度 40%对应的含瓦斯煤渗透率最小,为 2191015m2。60%饱和度对应的含瓦斯煤渗透率最高,为 3331015m2,瓦斯水合物生成后,其煤体渗透率降低值最大,降低了 2791015m2,降幅837%。80%饱和度时,瓦斯渗透率由水合物生成前的 2 90 1015m2降低到水合物生成后的 1 45 1015m2,降低了 1451015m2,降幅 500%。随饱和度增大,含瓦斯水

32、合物煤体渗透率先减小后增大,C1 和 C2 这 2 种目数含瓦斯水合物煤体均在饱和度 60%时达到了最低渗透率,分别为 0 11 1015、0071015m2。2.2水合物饱和度对煤体渗透率影响渗透率是描述煤层物性及表征煤层中渗流特征621增刊 1张保勇等:饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究的重要参数,渗透率饱和度关系曲线是研究煤体介质渗流特性的基本特征曲线30,笔者采用归一化方法,首先将试验获得的渗流数据无因次化处理,然后将每一条曲线标准化,最后得到渗透率饱和度关系曲线。以含瓦斯煤体的瓦斯渗透率作为基数,计算出含水合物煤体的归一化渗透率,可得到渗透率饱和度关系曲线如图 4 所示。由图

33、 4 可知,不同粒度组成的煤样 C1,C2 中饱和度从 40%80%变化时,水合物生成后的归一化渗透率都是先降低后增高,同时 C3煤样的归一化渗透率先从 40%饱和度的 0119 小幅度增大到 60%饱和度的 0157,然后继续增高至 80%饱和度时的 0500。由此可见,当水合物饱和度较低时,目数较大的煤样渗透率降低更为明显。总体上60%水合物饱和度时归一化渗透率均较小,明显受水合物生成堵塞影响,而由孔隙不同造成的差别不大,80%饱和度时亦是如此。3 种煤在 40%饱和度状态下归一化渗透率差异较大,可见此时渗透率不只受水合物量影响,也与孔隙不同影响有关。图 43 种含瓦斯水合物煤体水合物生成

34、后归一化渗透率Fig4elative permeability of three kinds ofgas hydrate coal after hydrate formation分析计算出水合物生成后相对于生成前的渗透率降低率,可得到图 5,从图 5 可看出,不同粒径组成的煤样 C1,C2 中 60%饱和度时水合物生成前后的渗透率降低率最高,同时 C3 煤样 60%饱和度时的降低率也较高,说明不同孔径分布下,60%水合物饱和度对瓦斯渗流的抑制作用较强,同时饱和度 80%水合物的生成对瓦斯渗流抑制作用较弱,在 3 种饱和度中表现最不明显。煤体的孔隙结构复杂,其内部固体水合物含量和赋存形式的变化,

35、加剧了含水合物煤体内部流体渗流通道的复杂程度,因此从有效孔隙演化角度出发,考虑水合物分布模式的影响,可以分析瓦斯水合物的生成对于煤体渗透率的影响机理。水合物饱和度一定的条件下,多孔介质的渗透率图 53 种含瓦斯水合物煤体水合物生成后渗透率降低率Fig5Permeability reduction rate of three kinds ofgas hydrate coal after hydrate formation取决于水合物分布模式。如果将多孔介质内部看成是由 m 根平行毛细管组成,且每根平行毛细管的内径为 a,长度为 l,同时水合物均匀地包裹在毛细管内壁,则流体流过的毛细管孔隙半径将会

36、减小,此为含固体水合物的多孔介质平行毛细管模型31,渗透率为K(SH)=K0(1SH)2(3)式中,K0为不含水合物多孔介质体系绝对渗透率,m2;SH为水合物饱和度。如果水合物合成于平行毛细管中心,水在多孔介质中流动呈环流状,此时渗透率为K(SH)=K01 S2H+2 1 SH()2ln SH(4)MASUDA 等31 将多孔介质假设为毛细管,认为水合物在毛细管内壁生成,对公式延伸后得到K(SH)=K0(1SH)N(5)其中,N 为渗透率下降指数,为整数,取决于多孔介质的孔隙结构。文献 31 在试验研究中按照经验选定N=10 或 N=15,本次对照计算中取 N=10。水合物在多孔介质中的分布模

37、式会引起孔隙度及孔隙结构的改变,进而引起渗透率的变化30。由图 6 比较发现,C1 煤样 40%,60%饱和度和 C3 煤样60%饱和度含瓦斯水合物煤渗透率与平行毛细管壁模型计算结果吻合,因此推断以上 3 种状态下煤样中水合物生成方式应为表面胶结型;C2 煤样 60%饱和度和 C3 煤样 40%饱和度含瓦斯水合物煤渗透率测试结果与平行毛细管中心模型吻合,此时水合物生成方式应为中心填充型;部分结果(如 C1 的 80%饱和度、C2 的40%和80%饱和度、C3 的80%饱和度)的渗透率与 3 种模型偏差较大,所选水合物分布模式模型无法准确描述;而其他饱和度情况下渗透率测试结果不与任何单一的模型吻

38、合,水合物在煤体中分布模式721煤炭学报2023 年第 48 卷可能并不单一,应为复合型。分析认为,水合物因饱和度不同,在介质中的分布模式会发生改变。将试验渗透率结果拟合成趋势变化曲线,如图 6 所示。图 6型煤渗透率试验与不同渗透率理论模型比较Fig6Permeability experiment of briquette andcomparison of different permeability theoretical models在饱和度 40%条件下,煤体中水合物以表面胶结模式为主,而在饱和度 60%条件下,瓦斯水合物可能改变为填充状态分布于煤体孔隙之中,堵塞瓦斯流动通道,进而造成

39、了煤体渗透率的降低,随着饱和度进一步增大,填充的水合物慢慢生长聚拢在一起,水合物又重新胶结颗粒32,因此,出现了渗透率在 3 个饱和度下呈现“V”型变化的现象。而 C3 煤样的饱和度 40%情况下,由于煤粉目数和水合物生成时间的不同,水合物没有先以表面胶结模式分布,初期没有显现出“V”型变化,但后期与前 2 种煤样变化趋势相同。胡高伟等32 亦发现在水合物形成初期,水合物主要以胶结模式为主;中期时,水合物倾向于在孔隙流体中以悬浮模式或接触模式为主;在后期,悬浮状的水合物而逐渐粘结在一起,从而也转变为胶结模式为主,这种分布模式的改变规律与本文类似。后续研究拟开展含瓦斯水合物煤体 XCT 测试,确

40、定煤体中瓦斯水合物分布模式。3结论(1)瓦斯水合物在渗流通道中生成,对煤体内瓦斯渗流起明显的抑制作用,降低了煤体渗透性,其中最为明显的是 C2 煤样中 60%水合物饱和度下,其渗透率降幅达到了 930%。(2)水合物生成后渗透率在 3 个饱和度下呈现“V”型变化和单调增大变化趋势,3 种煤样的 60%水合物饱和度下渗透率均较小,且都在水合物生成后下降明显。(3)本试验煤体中瓦斯水合物分布模式以表面胶结型为主。参考文献(eferences):1中 华人 民 共 和国 国家 统 计 局 中 国 能 源 消 费 总 量EB/OL http:/datastatsgovcn/easyqueryhtm?c

41、n=C01,2020/202202 2袁亮 我国煤炭资源高效回收及节能战略研究(01)M 北京:科学出版社,2017 3袁亮 深部采动响应与灾害防控研究进展 J 煤炭学报,2021,46(3):716725YUAN Liang esearch progress of mining response and disaster pre-vention and control in deep coal minesJ Journal of ChinaCoal Society,2021,46(3):716725 4付建华,程远平 中国煤矿煤与瓦斯突出现状及防治对策J 采矿与安全工程学报,2007,24(

42、3):253259FU Jianhua,CHENG Yuanping Situation of coal and gas outburst inChina and control countermeasuresJ Journal of Mining SafetyEngineering,2007,24(3):253259 5贾荔丹,李波波,李建华,等 采气采煤阶段煤岩渗透率演化机制研究 J 岩石力学与工程学报,2022,41(1):132146JIA Lidan,LI Bobo,LI Jianhua,et al Study on the evolution mecha-nism of coal

43、permeability during gas production and coal mining J Chinese Journal of ock Mechanics and Engineering,2022,41(1):132146 6冯涛,谢雄刚,刘辉,等 注液冻结法在石门揭煤中防突作用的可行性研究 J 煤炭学报,2010,35(6):937941FENG Tao,XIE Xionggang,LIU Hui,et al esearch on feasibility inpreventing the coal and gas outburst by infecting liquid an

44、d freezingin uncovering coal seam in cross-cut J Journal of China Coal Soci-ety,2010,35(6):937941 7吴强,李成林,江传力 瓦斯水合物生成控制因素探讨J 煤炭学报,2005,30(3):283287WU Qiang,LI Chenglin,JIANG Chuanli Discussion on the controlfactors of forming gas hydrateJ Journal of China Coal Society,2005,30(3):283287 8张保勇,于洋,高霞,等

45、卸围压条件下含瓦斯水合物煤体应力应变特性试验研究 J 煤炭学报,2021,46(S1):281290ZHANG Baoyong,YU Yang,GAO Xia,et al Stress-strain character-istics of coal mine gas hydrate-coal mixture under confining pressureunloadingJ Journal of China Coal Society,2021,46(S1):281290 9尹光志,李铭辉,李文璞,等 瓦斯压力对卸荷原煤力学及渗透特性的影响 J 煤炭学报,2012,37(9):14991504

46、YIN Guangzhi,LI Minghui,LI Wenpu,et al Influence of gaspressure on mechanical and seepage characteristics of coal under un-loading condition J Journal of China Coal Society,2012,37(9):14991504 10尹光志,李文璞,李铭辉,等 加卸载条件下原煤渗透率与有效应力的规律 J 煤炭学报,2014,39(8):14971503YIN Guangzhi,LIWenpu,LIMinghui,etalPermeabili

47、typroperties and effective stress of raw coal under loading-unloa-ding conditiongs J Journal of China Coal Society,2014,39(8):14971503 11尹光志,蒋长宝,许江,等 煤层气储层含水率对煤层气渗流影821增刊 1张保勇等:饱和度对含瓦斯水合物煤体渗透率影响试验研究响的试验研究J 岩石力学与工程学报,2011,30(S2):34013406YIN Guangzhi,JIANG Changbao,XU Jiang,et al Experimentalstudy of

48、influences for water content in coalbed gas reservoirson methane seepageJ Chinese Journal of ock Mechanics andEngineering,2011,30(S2):34013406 12CHAO Jiangkun,YU Minggao,CHU Tingxiang,et al Evolution ofbrokencoalpermeabilityundertheconditionofstress,temperature,moisture content,and pore pressureJ oc

49、k Me-chanics and ock Engineering,2019,52(8)28032814 13魏建平,位乐,王登科 含水率对含瓦斯煤的渗流特性影响试验研究 J 煤炭学报,2014,39(1):97103WEI Jianping,WEI Le,WANG DengkeExperimental studyof moisture content influences on permeability of coal containing gas J Journal of China Coal Society,2014,39(1):97103 14LI Guofu,WANG Yi,WANG

50、Junhui,et al Coupled effects of stress,moisture content and gas pressure on the permeability evolutionof coal samples:A case study of the coking coal resourced from tun-lan coalmine J Water,2021,13:1053 15李波波,李建华,杨康,等 考虑含水率影响的煤岩变形及渗透率模型 J 煤炭学报,2019,44(4):10761083LI Bobo,LI Jianhua,YANG Kang,et al De

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