煤炭科学技术

作者：袁安营, 杨晓璐, 侯俊领, 付光胜,

关键词：瓦斯涌出异常, 孔裂隙特征, 有效孔隙率, 瓦斯运移, 渗透率,

煤与瓦斯突出事故一直是煤矿安全生产中的重大问题，煤体中孔裂隙是瓦斯吸附与运移的主要场所，研究孔裂隙结构特征对瓦斯灾害的防控治理具有重大意义。以淮南矿区谢桥矿瓦斯异常涌出煤层煤体为研究对象，对比未发生事故区域及邻近煤层煤体，开展扫描电镜（SEM）、低场核磁共振（NMR）等试验研究，对煤体孔裂隙类型、孔隙连通性、孔径分布、有效孔隙率及渗透率等参数进行研究，探讨煤体孔隙结构对瓦斯吸附及运移的影响。结果表明：煤体孔隙结构必将影响其渗透性，煤体内部碎粒孔大量发育及矿物充填情况严重时不利于流体运移；异常煤层与邻近煤层饱和水煤样核磁共振时间T2谱均发育3个峰，主要以短弛豫时间为主，但各煤体孔径分布及孔隙连通性具有一定差异，异常煤体微孔异常发育，中小孔相对不发育、吸附孔与过渡孔之间连通性差，说明瓦斯运移的差异性与孔径分布和孔隙连通性有关；异常煤体有利于瓦斯吸附不利于瓦斯扩散，且瓦斯放散初速度更大，在受到采动影响时更易发生瓦斯异常涌出或突出事故；煤体微孔占比与有效孔隙率呈负相关关系，中小孔占比与有效孔隙率呈正相关关系，而有效孔隙率与煤体渗透率呈显著线性关系，说明煤体孔径分布是通过影响煤体有效孔隙率，进而影响煤体渗透率；有效孔隙率直接影响煤层渗透率大小，也与煤质参数存在一定关系，在一定程度上可作为评价煤层性质的指标之一。

来源：2024年第12期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

查看煤炭科学技术杂志2024年第12期