热力耦合作用下无烟煤变形过程中渗透特性

摘要: 利用自主研制的"600℃20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机"系统,研究了在500m原岩应力状态下(轴压12.5MPa,侧压15.0MPa)大尺寸无烟煤试样(200mm×400mm)从室温升至600℃过程中变形和渗透率的演化规律,分析了不同变形阶段中渗透率变化规律。结果表明:无烟煤试样的变形随温度的升高可以分为体积膨胀、缓慢压缩和剧烈压缩3个过程,每个过程中渗透率表现为体积应变的单值函数。体积膨胀阶段随着试样体积的膨胀增大,渗透率大幅度下降;缓慢压缩阶段由于热解气体的产出使得煤体内孔隙裂隙网络发育,渗透率不断增大;剧烈压缩阶段渗透率处于减小趋势,但最终仍保持在较高水平。通过曲线拟合发现,缓慢压缩阶段渗透率与体积应变具有明显的线性规律,剧烈压缩阶段二者为指数关系。