液氮对含水煤岩体增透作用的影响机制研究

李波^1,2,3,4，任永婕¹，张路路¹，丁智奔¹

1. 河南理工大学安全科学与工程学院2. 华北科技学院河北省矿井灾害防治重点实验室3. 深井瓦斯抽采与围岩控制技术国家地方联合工程实验室4. 河南理工大学煤炭安全生产协同创新中心

摘 要：为了研究液氮对含水煤岩的作用机制,利用自行研制的自增压式液氮冷浸装置对不同含水饱和度煤样进行液氮冷浸试验,对比分析了液氮冷浸前后煤样渗透率变化规律和微观孔、裂隙发育情况,并从理论角度解释了液氮冷浸对含水煤样的损伤机制。结果表明,经液氮冷浸后,煤样渗透率随含水饱和度的增大而增大,增加幅度成指数型增长且增加幅度在70.6%~1 254.9%;在煤样饱水情况下,液氮对煤岩的影响以水冰相变造成的体积膨胀为主,其微观结构破坏程度远高于干燥煤样,煤样出现裂隙延伸、裂隙加宽等现象,增透效果更好。

关键词：煤层增透;煤岩;液氮冷浸;渗透率;水冰相变;