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第42卷第1期山西建筑Vol_42No．1

·68·2016年1月SHANXIARCHITECTUREJan．2016

·岩土工程·地基基础

文章编号：1009—6825(2016)01—0068—03

煤层透气性系数测定方法优化★

宋译蔡璐谭正华

(1．湖南科技大学能源与安全工程学院，湖南湘潭411201；

2．湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室，湖南湘潭411201；3．湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105)

摘要：针对实验室测定传统煤样透气性系数方法上存在的问题，优化设计了一种不规则块状原煤试件渗透试验装置，通过实验

分析了其测定煤层透气性系数的准确程度，指出改良后的测定方法保证了原煤特有的理化特质，其测定结果的精确度更高。

关键词：煤层，透气性，实验装置，酚醛树脂

中图分类号：TD823．2文献标识码：A

随着改革开放和国民经济的快速发展，社会的不断进步，工～詈薯OX‘二r，

业生产对能源的需求量越来越多。在我国一次能源构成中，煤炭

依靠其储量大，易采取等优越性，显得尤为重要。20世纪90年代

A=㈩I

至今的大量开采，致使煤炭开采深度不断增加，煤与瓦斯突出事

故也出现多次，在煤矿事故中越发凸显。与此同时，煤与瓦斯突其中，Q为流量计流量，m／d；F为煤样的截面面积，m；L为

出事故造成的后果又往往是惨痛的，会造成巨大的财产损失以及煤样长度，m；P为入口压力即煤层瓦斯压力，MPa；P为出El压力

人员伤亡。所以，瓦斯的防治与治理已经成为许多高瓦斯矿井安即大气压力，MPa；K为煤样渗透率，1×10m；A为透气性系

全防治工作的主要对象。在瓦斯防治与治理的方法中，预抽煤层数，m／(MPa·d)；／z为流过气体绝对粘度，10～Pa·s；U为流过

瓦斯是一个重要方法，其瓦斯抽采效果主要评价指标是煤层透气煤样流速，cm／s；为单位换算系数；P为煤样中的瓦斯压力，

性系数，同时该指标也是煤层突出危险性的一个重要指标0J。MPa；1mD=8．4m／(MPa·d)=42m／(MPa·d)。

所以，如何准确地测定煤层透气性系数具有非常重要的意义。目

压力表压力表

前阶段，测定煤层透气性系数的方法分为现场和实验室测定。在

工程应用中采用的数据要求是通过现场测定才能确定，大多采用～大气压力

径向钻孔流量法来进行测定，之所以不采用实验室方法来测定，

主要由于煤层本身是非均质各向异性介质，在目前的实验室条件

下很难模拟井下的实际情况，往往测定出来的结果和现场测定结

果相差几十倍甚至上百倍，另外现场实际测定结果往往也只能反图1实验装置示意图

映局部情况，费工费时。因此，如何去发现一种实验室即可准当对同一个煤层的若干煤样进行测定计算后，取平均值作为

确计算出稳定数值的方法对于煤矿安全生产和降低成本有着重该煤层的透气性系数。

要的意义。本文将对煤层透气性系数的计算进行理论分析，对现但是用以上实验方法测定的煤样透气性系数与现场测定值

有的实验室不加围压时的煤样透气性系数的测定方法进行探讨，误差较大，结合前人在理论和实验的研究，分析误差的出现主要

以期解决其中存在的问题和不足之处，给出科研工作需要的准确是由于以下几点原因：1)预测公式是基于达西定律的线性渗透模

优化方法。型，而其又与实际煤层环境有一