煤层裂隙系统的扩展和发育是控制煤层渗透率的主要因素，分析加载条件下煤层渗透率的变化对研究煤层气的运移特性及其开发具有重要意义。开展了基于工业CT扫描条件下的含瓦斯煤三轴渗流实验，测试结果表明：含瓦斯煤在加载条件下的变形过程大致分为初始裂隙压密阶段、弹性变形阶段、屈服变形阶段、破坏阶段和残余变形阶段；基于CT扫描技术的裂隙重构真实客观反映了含瓦斯煤三维裂隙场的演化过程；含瓦斯煤渗透率大小与其内部裂隙发育和扩展密切相关，并随变形表现出了先减小后增加，再减小再增加的变化特征。采用格子Boltzmann方法模拟重现了含瓦斯煤全应力-应变过程中内部渗流场的演化规律，并预测了含瓦斯煤的渗透率，预测渗透率平均误差为11.11%。与含瓦斯煤内部裂隙发育程度及演化过程高度吻合，有效揭示了裂隙控制下的含瓦斯煤渗透性演化过程和特征。研究结果可为裂隙煤体瓦斯抽采和煤矿安全生产提供理论支撑。

国家自然科学基金项目（51774118,51974109）；河南省高等学校重点科研项目计划基础研究项目（21zx004）；河南省科技创新领军人才项目（204200510032）；深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室开放基金项目（SKLMRDPC20KF06）；

1 含瓦斯煤渗流实验
1.1 煤样制备
1.2 实验设备及原理
1.3 实验步骤
2 格子Boltzmann模型与图形处理
2.1 LBGK模型
2.2 弛豫时间与边界条件
2.3 渗透率计算公式
2.4 CT图像处理过程
3 结果与分析
3.1 实验结果与分析
3.2 LBM模拟结果与分析
4 结 论

王登科,田晓瑞,魏建平,张宏图,姚邦华,付建华,尚政杰,吴岩.基于工业CT扫描和LBM方法的含瓦斯煤裂隙演化与渗流特性研究[J].采矿与安全工程学报,2022,39(02):387-395.DOI:10.13545/j.cnki.jmse.2020.0651.