Evolución de la permeabilidad del carbón bajo condiciones de perturbación minera acoplada y extracción de gas: un estudio experimental

Resumen: Se diseñó un camino de estrés simplificado basado en minería de descompresión para explorar la variación de la permeabilidad de la capa de carbón durante la extracción de gas de alivio de estrés en capas protectoras. Esto involucró esfuerzos axiales, de confinamiento y de poro para simular el esfuerzo de la capa de carbón durante la minería y la presión de poro durante la extracción de gas. Se realizaron experimentos en muestras de carbón intactas y fracturadas de Huainan utilizando equipos de prueba de flujo de gas y desplazamiento. Los hallazgos clave incluyen: El primer ciclo de descarga impactó significativamente en el volumen de fractura, siendo el carbón fracturado verticalmente el que mostró la mayor variación, seguido por el carbón fracturado horizontalmente y las muestras intactas, con reducciones del 29, 23, 21 y 20%, respectivamente. La tasa de pérdida de permeabilidad irreversible es directamente proporcional a la porosidad. Tanto las muestras intactas como las fracturadas mostraron una disminución de la porosidad seguida de un aumento, siendo el tercer ciclo de carga/descarga el que tuvo el mayor impacto. A medida que la presión de poro disminuye, su influencia en la permeabilidad es mayor en las muestras fracturadas que en las intactas. La correlación entre la presión de poro y la permeabilidad es más fuerte en las muestras fracturadas. Con el aumento del número de ciclos, la sensibilidad al estrés de las muestras intactas a la presión de poro aumenta, mientras que la de las muestras fracturadas disminuye. Después de tres ciclos, se desarrollan nuevas fracturas en ambas muestras, mejorando la eficiencia de extracción de gas.