基于雷诺数的级配结构破碎煤样渗流失稳特征研究

作者：张天军; 彭文清; 庞明坤; 张卫东; 孙海涛; 吴教锟

来源：采矿与安全工程学报, 2019, 36(06): 1273-1280.

DOI：10.13545/j.cnki.jmse.2019.06.026

• 破碎煤岩
• 级配结构
• 非线性渗流
• 渗流失稳
• 雷诺数

为获得不同级配结构下破碎煤岩体渗流失稳特征,本文采用自主研发的破碎样渗流试验系统,研究了位移与渗透压改变时不同级配结构下破碎煤样的渗流参量及雷诺数变化规律,通过两者变化规律分析得出渗流失稳临界特征值。结果表明:1)试验过程中4组破碎煤样的渗流速度与压力梯度关系均呈现非线性特征,骨架密实结构破碎煤样渗透率最大,非达西因子最小,悬浮密实结构破碎煤样渗透率最小,非达西因子最大,骨架空隙结构破碎煤样渗透参量受孔隙率影响变化较大;2)各组破碎煤样的雷诺数最小为0.1,最大为12.66,其中以悬浮密实结构破碎煤样雷诺数最大,骨架密实结构破碎煤样雷诺数最小,骨架空隙结构破碎煤样雷诺数变化小。研究可见,破碎煤样发生渗流失稳时存在临界特征值,悬浮密实结构以及骨架孔隙结构破碎煤样渗流失稳临界雷诺数为3,骨架密实结构破碎煤样临界雷诺数为5。

• 单位
  中煤科工集团重庆研究院有限公司; 西安科技大学