应用逾渗理论对煤孔隙裂隙结构连通性及分布演化规律的研究

煤体中孔隙裂隙的数量、分布及其连通性，从细观结构上控制着煤层瓦斯的渗透性。本项目从煤的细观结构入手，采用理论与实验研究相结合的方法，将逾渗理论研究方法和理论成果应用于煤体孔隙裂隙结构特性研究，进而扩展到煤层瓦斯渗透性的研究中，为该领域的研究开拓了一种新的研究方法和研究思路。.基于对煤样的高精度显微CT扫描，研究煤样中孔隙裂隙的分布情况和连通性，建立三维数字煤样与相应逾渗模型。通过对逾渗规律的研究，分别建立应力与逾渗概率、应力与瓦斯渗透率之间的相关关系，以应力为纽带，揭示逾渗概率随瓦斯渗透率的变化规律，并以此为基础提出一种合理的煤体瓦斯渗透性分类方法，该方法可用于瓦斯抽放效率的评价，有着重要的应用价值。

本项目研制了微小试件三轴加载渗流试验系统，该系统可在试验的同时进行显微CT扫描，开发了用于建立三维数字岩样和逾渗模型的应用程序，通过大量试验，研究煤岩中孔隙裂隙结构的特征，应力对煤岩体渗透性影响规律，应力对煤岩体逾渗概率的影响规律，结果表明：随着煤体应力的增加，其渗透性、逾渗概率显著降低，应力对渗透率、逾渗概率的影响有着相似的规律，并以此为基础，提出了基于逾渗概率的煤岩体渗透性分类方法。