作者：李希建 薛海騰 陳劉瑜 沈仲輝 徐明智 許石青
單位：貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院，復(fù)雜地質(zhì)礦山開采安全技術(shù)工程中心，貴州大學(xué) 瓦斯災(zāi)害防治與煤層氣開發(fā)研究所，中國電建集團貴州電力設(shè)計研究院有限公司，重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動力學(xué)與控制國家重點實驗室
摘要：煤層瓦斯流動規(guī)律與煤的孔隙結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。為揭示貴州地區(qū)突出煤層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征及對其瓦斯流動特性的影響，以貴州地區(qū)6個典型礦井突出煤層為研究對象，采用高壓容量法測試了6個煤樣的吸附能力。同時，根據(jù)高壓壓汞試驗，利用分形方法獲得煤樣分形維數(shù)，并分析樣品的微觀孔隙結(jié)構(gòu)分形特征及其與煤質(zhì)參數(shù)的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，探討多尺度孔隙中瓦斯流動規(guī)律，分析吸附作用對瓦斯流動特性的影響。結(jié)果表明，貴州突出煤層以微孔為主，微孔為比表面積和孔隙體積的主要貢獻者。同一煤樣微孔分形維數(shù)D1、小孔分形維數(shù)D2和中孔分形維數(shù)D3依次增大，且分形特征明顯。D1和綜合分形維數(shù)Dk與水分呈負(fù)相關(guān)，揮發(fā)分與D2、D3呈負(fù)相關(guān)，灰分和D3呈負(fù)相關(guān)。突出煤層中瓦斯擴散模式主要為Knudsen型和過渡型。在Knudsen擴散區(qū)和過渡擴散區(qū)，滲透率受溫度和壓力影響較小；Fick擴散區(qū)，在相同Kn和溫度條件下，滲透率隨壓力增大而減小，隨溫度增高而降低；壓力越高，孔徑越小，滲透率受吸附作用影響越大。
關(guān)鍵詞：突出煤層, 瓦斯吸附, 孔隙結(jié)構(gòu), 煤層滲透率, 煤層分形維數(shù)
