变压注水环境下煤体孔隙动态演化规律研究

作者：杨明; 韩龙祥; 张铁岗; 高建良; 何敏; 张学博^*

来源：煤炭学报, 2023, 1-9.

DOI：10.13225/j.cnki.jccs.XR23.1322

• 煤层注水
• 核磁共振
• 孔径分布
• 孔隙度
• 孔隙体积
• 动态演化

为深入分析煤层注水过程中不同注水压力及围压对煤体初始孔隙结构的影响，提高煤层注水技术在降尘和防突方面的应用效果，以新桥煤矿二2煤层煤样为研究对象，基于低场核磁共振设备及配套的液体注入、高温高压循环实验系统，开展固定注水压力与固定围压、变化注水压力与固定围压及变化围压三种条件下煤体注水实验，从孔径分布、孔隙度和孔隙体积角度分析煤体孔隙的动态演化过程。结果表明，煤体初始孔隙T2谱图测试结果呈现三峰结构，在煤体初始孔隙中，微小孔的比例最大，其次是中孔，大孔最少；在注水压力与围压的影响下，煤体孔隙在注水过程中呈现出动态变化的特性，压力水主要通过扩大煤体初始孔隙、增加孔隙数量和形成新的孔隙来影响煤孔隙，新形成的孔隙半径在(0.19～1.62)×105 nm范围内；水分的注入会增加各类型孔隙度和孔隙体积，其中大孔孔隙度平均增幅达到106.31%，平均孔隙体积增加262.08×10-3 cm3，增幅最大；其次为小孔和中孔，孔隙度分别增幅8.13%和9.83%，孔隙体积分别增加69.68×10-3 cm3和61.93×10-3 cm3；微孔孔隙度平均增幅为5.42%，平均孔隙体积增加57.30×10-3 cm3，增幅最小，同时增大注水压力可以有效缩短注水时间；变化注水压力与固定注水压力条件下孔隙演化规律类似，在注水压力达到11MPa时出现大孔突增现象；围压主要通过压缩微孔和小孔来影响煤体孔隙，降幅分别为29.18%和28.66%。

• 单位
  河南理工大学