工程科学学报，第37卷，第8期：971975,2015年8月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.8:971-975,August 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.08.001:http://journals.ustb.edu.cn 低透气性原煤瓦斯渗流各向异性试验研究 康向涛2》，尹光志2)四，黄滚12》，李星》，尚德磊》，李文璞》 1)重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆4000302)重庆大学资源及环境科学学院，重庆400030 ☒通信作者，E-mail:gyin@cqu.cd.cm 摘要为研究低透气性煤层中瓦斯渗流的各向异性，以同一煤岩平行层理方向和垂直层理方向制取煤样，利用自主研制的 试验装置进行含瓦斯煤三轴伺服渗流试验.结果发现平行层理煤样的渗透率远大于垂直层理煤样.在峰值破坏前，平行层理 煤样随着轴压增加，渗透率在应力屈服点达到最小值，垂直层理煤样在弹性阶段初始时达到最小值；峰值破坏后，两个方向煤 样的渗透率均呈非线性增长， 关键词煤矿开采：瓦斯：渗流；各向异性；煤层 分类号TD712 Experiment research on gas seepage anisotropy in low-permeability coal KANG Xiang-tao,2,YIN Guang--hi.2回，HUANG Gun',,ⅡXimg》，SHANG De-dei,I Wen-pu》 1)State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamies and Control,Chongqing University,Chongqing 400030,China 2)College of Resources and Environmental Science,Chongqing University,Chongqing 400030,China Corresponding author,E-mail:E-mail:gzyin@equ.edu.cn ABSTRACT To study the anisotropy of gas seepage in coal seams with low permeability,coal samples were prepared respectively in the parallel bedding direction and the vertical stratification direction of the same coal rock.Tri-axial servo seepage tests on gas- contained coal were detected by using a self-developed apparatus.It is found that the permeability of coal samples in the parallel is far greater than that of coal samples in the vertical.With the increase of axial pressure,the permeability of coal samples in the parallel reaches its minimum at the yield point before the peak failure,while the permeability of coal samples in the vertical gets its minimum at the initial period of the elastic stage.The permeability of both the parallel and the vertical nonlinearly increases after the peak fail- ure KEY WORDS coal mining:gas:seepage;anisotropy;coal seams 煤层瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出的有效手段之向异性，瓦斯在煤层中主要沿平行层理方向流动.黄 ,☒，煤体的渗透特性是影响瓦斯抽采效果的关键 学满@针对煤样结构差异性，得出煤样的渗透系数平 因素.原煤形成过程中存在层状结构，属于非均 行层理方向比垂直层理方向约大于一个数量级.邓 匀、不连续和各向异性的多孔介质.同时，瓦斯在煤层 涛四、蒋长宝等四通过室内试验，研究了卸围压条件 中运动除了受煤体结构影响外，还会受地应力同、地 下煤岩体的渗透特性以及瓦斯运移特点.由于我国多 温回、地下水、采动作用等因素的影响，使得煤体 数煤田属于低透气性煤层圆，且煤与瓦斯突出是在煤 中瓦斯渗透特性与运移规律比较复杂。为此，一些学 矿采掘过程中发生的严重灾害，因此，针对低透气性原 者针对煤岩体的透气性及瓦斯运移规律开展了研究. 煤层状结构的特点，开展采动作用下原煤渗透性以及 刘延保等回认为煤样吸附瓦斯产生膨胀变形，引起各 瓦斯运移规律的研究很有必要. 收稿日期：2014-03-23 基金项目：国家重点基础研究发展计划资助项目(2011CB201203):国家自然科学基金资助项目(51174241,51374256,51434003)工程科学学报，第 37 卷，第 8 期: 971--975，2015 年 8 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 8: 971--975，August 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 08． 001; http: / /journals． ustb． edu． cn 低透气性原煤瓦斯渗流各向异性试验研究 康向涛1，2) ，尹光志1，2) ，黄 滚1，2) ，李 星2) ，尚德磊2) ，李文璞2) 1) 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，重庆 400030 2) 重庆大学资源及环境科学学院，重庆 400030  通信作者，E-mail: gzyin@ cqu． edu． cn 摘 要 为研究低透气性煤层中瓦斯渗流的各向异性，以同一煤岩平行层理方向和垂直层理方向制取煤样，利用自主研制的 试验装置进行含瓦斯煤三轴伺服渗流试验． 结果发现平行层理煤样的渗透率远大于垂直层理煤样． 在峰值破坏前，平行层理 煤样随着轴压增加，渗透率在应力屈服点达到最小值，垂直层理煤样在弹性阶段初始时达到最小值; 峰值破坏后，两个方向煤 样的渗透率均呈非线性增长． 关键词 煤矿开采; 瓦斯; 渗流; 各向异性; 煤层 分类号 TD712 Experiment research on gas seepage anisotropy in low-permeability coal KANG Xiang-tao1，2) ，YIN Guang-zhi1，2)  ，HUANG Gun1，2) ，LI Xing2) ，SHANG De-lei2) ，LI Wen-pu2) 1) State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control，Chongqing University，Chongqing 400030，China 2) College of Ｒesources and Environmental Science，Chongqing University，Chongqing 400030，China  Corresponding author，E-mail: E-mail: gzyin@ cqu． edu． cn ABSTＲACT To study the anisotropy of gas seepage in coal seams with low permeability，coal samples were prepared respectively in the parallel bedding direction and the vertical stratification direction of the same coal rock． Tri-axial servo seepage tests on gas￾contained coal were detected by using a self-developed apparatus． It is found that the permeability of coal samples in the parallel is far greater than that of coal samples in the vertical． With the increase of axial pressure，the permeability of coal samples in the parallel reaches its minimum at the yield point before the peak failure，while the permeability of coal samples in the vertical gets its minimum at the initial period of the elastic stage． The permeability of both the parallel and the vertical nonlinearly increases after the peak fail￾ure． KEY WOＲDS coal mining; gas; seepage; anisotropy; coal seams 收稿日期: 2014--03--23 基金项目: 国家重点基础研究发展计划资助项目( 2011CB201203) ; 国家自然科学基金资助项目( 51174241，51374256，51434003) 煤层瓦斯抽采是防治煤与瓦斯突出的有效手段之 一［1--2］，煤体的渗透特性是影响瓦斯抽采效果的关键 因素［3--4］． 原煤形成过程中存在层状结构，属于非均 匀、不连续和各向异性的多孔介质． 同时，瓦斯在煤层 中运动除了受煤体结构影响外，还会受地应力［5］、地 温［6］、地下水［7--8］、采动作用等因素的影响，使得煤体 中瓦斯渗透特性与运移规律比较复杂． 为此，一些学 者针对煤岩体的透气性及瓦斯运移规律开展了研究． 刘延保等［9］认为煤样吸附瓦斯产生膨胀变形，引起各 向异性，瓦斯在煤层中主要沿平行层理方向流动． 黄 学满［10］针对煤样结构差异性，得出煤样的渗透系数平 行层理方向比垂直层理方向约大于一个数量级． 邓 涛［11］、蒋长宝等［12］通过室内试验，研究了卸围压条件 下煤岩体的渗透特性以及瓦斯运移特点． 由于我国多 数煤田属于低透气性煤层［13］，且煤与瓦斯突出是在煤 矿采掘过程中发生的严重灾害，因此，针对低透气性原 煤层状结构的特点，开展采动作用下原煤渗透性以及 瓦斯运移规律的研究很有必要．