本文分析了煤岩孔隙内水膜在应力、吸附影响下的动态演化机制，鉴于此，将修正的水膜理论与毛细管模型相结合，建立考虑应力-吸附-水与滑脱效应多因素综合作用的煤岩渗透率模型，揭示应力-吸附作用下水膜动态演化机制，并进一步阐明煤岩渗透率及滑脱因子演化机制。同时，基于气-液-固表面分离压，建立应力-吸附作用下正方形及正三角形孔隙内动态水膜表达式，揭示不同几何形态孔隙的煤岩渗透率、滑脱因子演化机制的差异性，以期为深部煤层气抽采提供理论指导。
段淑蕾1，李波波1,2,3，成巧耘1，宋浩晟1
1. 贵州大学 矿业学院
2. 贵州大学喀斯特地区优势矿产资源高效利用国家地方联合工程实验室
3. 贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室
为探究应力-吸附-水与滑脱效应多因素综合作用下煤岩渗透率演化机制，考虑应力-吸附诱导煤岩变形的影响，修正水膜厚度表达式，并分析煤岩孔隙的动态变化。基于此，进一步量化含水煤岩气体滑脱效应的强度，建立考虑应力-吸附-水与滑脱效应多因素综合作用的煤岩渗透率模型。此外，结合煤岩渗透率试验研究，通过试验数据验证渗透率模型的可靠性，以揭示应力-吸附-水多因素综合作用下煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子的演化机制。结果表明：同一含水饱和度条件下，煤岩渗透率随有效应力增大先急剧减小后趋于平缓；同一有效应力条件下，煤岩渗透率随含水饱和度增大逐渐减小。水膜厚度在应力-吸附-水作用下动态变化，水膜厚度与应力、吸附呈负相关趋势，而与含水饱和度呈正相关趋势；随含水饱和度增大，滑脱因子逐渐增大，但在低应力条件下，增大趋势平缓，高应力条件下增大趋势急剧。此外，基于气-液-固表面分离压，推导应力-吸附作用下正方形、正三角形内动态水膜表达式，并分析不同几何形态孔隙的煤岩渗透率、动态水膜及滑脱因子演化机制的差异。其中，因角孔存在，不同几何形态孔隙内水膜厚度从大至小排序为圆形、正方形、正三角形，煤岩渗透率排序与其相反；圆形孔隙内滑脱因子较含角孔隙更大，而正方形与正三角形孔隙内滑脱因子差异较小。
教授
博士生导师
1985年11月生，博士，教授，博士生导师，贵州省千层次创新型人才。现任贵州大学矿业学院党委委员、副院长。曾获重庆市科技进步二等奖1项、贵州省自然科学奖1项、中国产学研合作创新成果奖二等奖1项、优秀论文奖励8项、授权专利20余项。兼任中国职业安全健康协会通风安全与健康专业委员会青年常委和《International Journal of Mining Science and Technology》《煤炭科学技术》《煤田地质与勘探》《中国安全科学学报》等8个期刊青年编委，以及RMRE、JNGSE等50余个期刊审稿人。
长期从事矿山灾害防治及非常规天然气等能源开发方面的研究，现主持国家自然科学基金项目4项，贵州省基础研究计划项目3项。以第一作者或通讯作者在《Fuel》《Rock Mechanics and Rock Engineering》《Energy & Fuels》《Journal of Natural Gas Science and Engineering》《Journal of Petroleum Science and Engineering》《Petroleum Science》《Natural Resources Research》《煤炭学报》《岩石力学与工程学报》《中国矿业大学学报》《中国科学：技术科学》等国内外主流期刊发表论文80余篇。
段淑蕾，李波波，成巧耘，等. 应力作用下含水煤岩渗透率及水膜动态演化机制[J]. 煤炭科学技术，2023，51（6）：1−10.
DUAN Shulei，LI Bobo，CHENG Qiaoyun，et al. Dynamic evolution mechanism of water-bearing coal permeability and water film under stress[J]. Coal Science and Technology，2023，51（6）：1−10.
