晋城凤凰山矿15号煤层顶板石灰岩渗透特性研究.docVIP

 n 晋城凤凰山矿 15 号煤层顶板石灰岩渗透特 性研究 张朋1,2，王建华1,2，黄温钢1,2，王作棠1,2** 5 10 15 20 25 （1. 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点试验室，江苏 徐州 221116； 2. 中国矿业大学矿业工程学院，江苏 徐州 221116） 摘要：煤炭地下气化要求煤层顶板具有一定的隔水隔气效果，以避免气化炉在运行过程中发 生的淹水或漏气事故。为了解凤凰山矿 15 号煤层 K2 石灰岩顶板的渗透性，对该岩层的岩 石试件进行了伺服渗透试验，获得了岩石的渗透率—应变关系及应力—应变关系，分析了全 应力—应变过程中岩石渗透性随变形的变化特征。结果表明，K2 石灰岩顶板为隔水岩层， 对凤凰山矿 15 号煤层进行气化开采十分有利。 关键词：煤炭地下气化；石灰岩顶板；渗透性；全应力—应变过程 中图分类号：TU452；TD841 Research on Permeability Characteristics of Limestone on NO.15 Coal Roof in Jincheng Fenghuangshan Coal Mine ZHANG Peng1,2, WANG Jianhua1,2, HUANG Wengang1,2, WANG Zuotang1,2 (1. State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008; 2. School of Mines, China University of Mining and Technology, Xuzhou, Jiangsu 221116) Abstract: To avoid flooding and air leaking, gas and water insulation of coal roof are demanded in the operation process of underground gasification. In order to investigate the permeability characteristics of K2 Limestone roof on the No.15 coal seam in Jincheng Fenghuangshan coal mine, Servo-control permeability test was conducted, Permeability-strain curve and permeability-stress curve was obtained, and Variation characteristics of permeability with deformation was analyzed. The result showed that K2 Limestone was aquifuge, which was favorable to underground gasification of the No.15 coal in Fenghuangshan coal mine. Key words: underground coal gasification; Limestone roof; Permeability Characteristics; stress-strain process 30 0 前言 晋城矿区高硫煤资源储量大、分布广，其储量接近整个矿区资源的三分之一。由于国家 严禁脱硫措施达不到国家环保法规要求的各类高硫煤矿项目（含硫大于 3%）上马，禁止对 高硫煤层的开采，因此，晋城矿区 15 号煤层高硫煤如采用传统开采、加工技术将无法实现 35 40 商业化运作[1]。近年来，煤炭地下开采技术取得了长足的发展[2][3]。为了解决开采这部分高 硫无烟煤资源、提高资源回收利用率和解决衰老矿井的生存发展问题，并进一步提高煤炭资 源利用率及其附加值，提出了采用地下气化技术开采凤凰山矿 15 号煤层的课题。 煤炭地下气化不仅对顶板强度有一定的要求，而且要求煤层顶板具有一定的隔水隔气效 果，避免气化炉在运行过程中发生的淹水或漏气事故。渗透性是岩土传导液体或气体的能力， 常以渗透系数来度量。因此，测试气化煤层顶板的渗透性，掌握其隔水隔气的能力，对煤炭 作者简介：张朋（1989-），男，硕士研究生，主要研究方向：煤炭地下气化 通信联系人：王作棠（1958.8-），男，汉族，教授，博士生导师，研究方向：煤炭地下气化. E-mail: ucgwa