基质收缩效应对含瓦斯煤渗流影响的实验分析

以山西晋城煤业集团赵庄矿和寺河矿的3#煤层原煤为研究对象,利用自主研制的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流实验装置,通过保持有效应力恒定以消除其引起的渗透率变化,并同时考虑到滑脱效应对渗透率的影响,进行了He和CH4在不同气体压力条件下煤渗透率的平行实验,定量考察了煤基质收缩效应对煤岩渗透率的影响。实验结果表明:1)在低瓦斯压力条件下,煤渗透率表现出较显著的滑脱效应,且随着瓦斯压力的增加,煤样的渗透率呈现出先减小后增大的趋势,赵庄矿和寺河矿煤样的滑脱效应拐点均为0.9MPa左右;2)当有效应力恒定时,随着瓦斯压力增加,由滑脱效应引起的煤渗透率变化量逐渐减小,而由基质收缩效应引起的渗透率变化量逐渐增大;3)基质收缩效应与煤力学性质密切相关,力学性能相对较弱的煤样,其基质收缩效应相对较明显。