[发明专利]一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试方法及装置

权利要求书

1.一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，步骤包括：

S1.制备煤样，煤样放入橡胶套内，在标准煤样的外表面涂抹一层厚度为1mm的硅橡胶；

S2.将标准煤样放置在瓦斯渗流装置密封缸体内的压头之间，检查密封缸的气密性；

S3.启动加压泵，加载围压至设定值，围压稳定后对标准煤样施加2MPa的轴压，并向煤样充入定量的瓦斯气体，检查装置的气密性；

S4.打开瓦斯阀门向煤样内注入设定压力的瓦斯气体，当瓦斯流量稳定后，记录初始瓦斯流量；

S5.按照设定的循环加卸载应力路径施加载荷；

S6.计算渗透率，得到含瓦斯煤的渗透率随轴向压力和围压变化的关系，并计算渗透率损害率。

2.根据权利要求1所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述煤样的制备具体是，现场取块状原煤，在岩样取芯机上的取芯筒取芯，利用岩样切割机切割Φ50mm的煤芯，得到尺寸为Φ50mm×100mm的煤样，然后将煤样放置在干燥箱内，用波速监测仪筛选试件。

3.根据权利要求1所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述瓦斯气体使用纯度为99.99％的甲烷气体，所述瓦斯渗流装置密封缸体采用水浴加热保持温度稳定。

4.根据权利要求1所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述载荷在按照设定的循环加卸载应力路径加载时，保持瓦斯压力恒定。

5.根据权利要求4所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述载荷在按照设定的循环加卸载应力路径加载时，保持轴向压力不变、围压有规律的变化，或者保持围压不变、轴向压力有规律的变化。

6.根据权利要求1所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述的计算渗透率损害率为：

D_k为煤样渗透率损害率，k₁为围压下降过程中最后1个应力点所测得的煤样渗透率，k₀为围压上升过程中第1个应力点所测得的煤样渗透率。

7.根据权利要求6所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，所述煤样的最大渗透率损害率D_max为：

D_max为煤样最大渗透率损害率，k₁为围压上升过程中第1个应力点所测得的煤样渗透率，k_min为最大有效应力点所测煤样渗透率。

8.一种不同应力加载路径的含瓦斯煤渗透性测试装置，用于权利要求1-7任一项所述的一种不同应力加载路径下含瓦斯煤渗透性测试的方法，其特征在于，包括：轴向加压系统、瓦斯供给与采集系统、围压加载系统、应力应变采集系统、恒温水浴加温系统，轴向加压系统和围压加载系统分别对标准煤样施加轴压和围压，瓦斯供给与采集系统与围压加载系统的瓦斯渗流装置密封缸体相连，恒温水浴加温系统控制瓦斯渗流装置密封缸体，应力应变采集系统监测标准煤样的应力和应变情况。

9.根据权利要求8所述的一种不同应力加载路径的含瓦斯煤渗透性测试装置，其特征在于，所述围压加载系统控制围压在0～25MPa，瓦斯压力控制在0～6MPa的范围内，轴向压力加载控制在0～70MPa的范围内，恒温水浴保持在-25～95℃的范围内。