煤炭资源作为我国主体能源，仍发挥着“压舱石”的功能。由于煤炭需求量逐年增长，煤炭开采逐步向深部推进，深部环境“三高一扰动”的特点显著，煤与瓦斯突出等灾害事故日益严重，制约煤矿安全生产。吴强等提出了瓦斯水合固化预防煤与瓦斯突出方法，前期研究发现，瓦斯水合物生成后，其填充于煤体孔隙空间中，不仅提高煤体强度，而且会造成渗透率的变化。渗透率是表征瓦斯在煤体中运移难易程度的关键指标，也是决定瓦斯水合固化效率的重要参数。因此，有必要开展含瓦斯水合物煤体渗透率试验研究。

目前，关于含瓦斯水合物煤体渗透率研究鲜有报道。在含水合物沉积物渗透率方面，学者进行一系列研究。例如，LI等进行含水合物石英砂渗透率试验，发现在水合物饱和度小于10%时，水合物的存在使得含水合物沉积物渗透率降幅较大。LIU等进行不同饱和度下含水合物沉积物渗透率试验，发现含水合物高岭土、蒙脱石渗透率随着饱和度增加呈先降低后增加变化趋势。孙可明等发现含水合物沉积物渗透率均随着有效应力、水合物饱和度呈指数函数降低趋势。PRIEST等、CHENG等、ZHANG等、ZHAO等、WU等认为有效应力是造成含水合物沉积物渗透率显著降低的因素。WANG等研究降压过程中水合物饱和度对含水合物沉积物渗透率影响，发现随着水合物的分解，渗透率逐渐增大，分解前后渗透率变化幅度随着水合物饱和度增加而增大。

上述关于含水合物沉积物渗透率的试验研究，多采用石英砂、高岭土、蒙脱石等岩石材料来模拟沉积物骨架生成水合物，研究水合物饱和度、有效应力及水合物分解对含水合物沉积物渗透率的影响。其中，水合物饱和度增加引起的含水合物沉积物渗透率降低，若在受沉积物本身特性及水合物分布模式双重因素影响下，水合物饱和度增加会造成含水合物沉积物渗透率表现出非单调变化规律。

在煤体渗透率研究方面，部分学者研究有效应力、含水率等因素对煤体渗透率的影响，并从中得出许多重要结论。此外，循环加卸载条件下煤体渗透特性研究较为丰富，学者们获取了循环次数对煤体渗透率的影响规律。上述成果对煤体渗流力学的发展起到极大的推动作用，也为瓦斯灾害治理提供重要参考价值。工程实践表明，在煤矿开采过程中，受工作面持续推进影响，煤体经历从原岩应力状态→竖直方向支承应力逐渐上升(应力加载状态)→水平方向应力降低(应力卸载状态)的响应过程，可见煤体受力表现出复杂应力情况。在采掘应力扰动下，含瓦斯水合物煤体骨架极易发生破坏，改变有效孔裂隙尺寸大小，造成渗透率发生变化。因此，研究加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率影响十分重要。

部分学者对于采掘应力扰动下煤体变形及渗透率试验进行了相关研究，许江等进行升轴压卸围压过程煤岩力学及渗透特性试验，发现煤体达到峰值强度后其渗透率先小幅度上升后急剧陡增，并与应变呈现二项式函数增加趋势。荣腾龙等进行常规三轴加载、采动应力下深部煤层渗透率演化规律研究，发现常规三轴加载下煤体渗透率呈现“V”字型变化，而采动应力下煤体渗透率呈现“Z”字型变化。徐超等研究不同加卸载方式对煤体损伤及渗透时效特性，发现升轴压卸围压应力加卸载方式下煤体损伤程度最严重。蒋长宝等发现在塑性剪切应变为1.6×10−2左右时，剪胀角变化浮动较大，构建煤体渗透率模型，更好反映在弹性与屈服阶段煤体渗透率变化规律。

上述研究加深了对采掘应力扰动下煤体变形及渗透特性的认识。但是，目前关于含瓦斯水合物煤体变形及渗透率，特别是采掘应力扰动下考虑瓦斯水合物生成、水合物饱和度、偏应力影响的研究仍鲜有报道。为此，笔者开展瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率试验，获取应力−应变曲线确定煤体变形特征，分析瓦斯水合物生成、水合物饱和度及偏应力对煤体渗透率的影响规律，基于渗透率模型初步探讨水合物分布模式对煤体渗透率的影响机制。

为探究瓦斯水合固化及加卸载条件下含瓦斯水合物煤体应变及渗透率变化规律，采用自主设计的应力–渗流–化学耦合作用煤体三轴试验装置，测量瓦斯水合物生成前后煤体渗透率及升轴压卸围压条件下煤体(3种粒径：0.425～0.850(20～40目)、0.250～0.425(40～60目)、0.180～0.250 mm(60～80目)；3种饱和度：40%、60%、80%)应变及渗透率，获取加卸载条件下应力–应变曲线确定煤体变形特征，分析瓦斯水合物生成、水合物饱和度及偏应力对煤体渗透率的影响规律，通过渗透率损失率、变形角公式对煤体渗透率影响程度、体积膨胀效应进行量化表征，基于渗透率模型初步探讨水合物分布模式对煤体渗透率的影响机制。

研究表明：① 饱和度对煤体渗透率变化规律影响较为复杂，总体而言，随着饱和度增加，渗透率降低百分比越大，堵塞程度越显著。瓦斯水合物生成后，煤体渗透率明显降低，降低幅度为58.3%～83.3%(20～40目)、61.5%～95.0%(40～60目)、81.8%～90.9%(60～80目)，随着饱和度增加，煤体渗透率整体呈降低趋势，下降幅度为55.6%～86.1%。② 煤体轴向应变随着时间增加呈现出稳定增大、缓慢增大和快速增大3个阶段，煤体渗透率与应变具有一定相关性，并随着偏应力增加呈二项式函数增大、先减小后增大、先增大后减小3种趋势，二项式函数可较好预测采掘应力扰动下瓦斯水合固化后煤体渗透率变化规律。③ 引入渗透率损失率，在相同水合物饱和度下，随着偏应力增加，煤体渗透率损失率整体呈增大趋势。④ 引入体积膨胀变形角，在相同偏应力差下，随着饱和度增加，煤体体积膨胀变形角由19.0°～63.9°降至0.2°～38.2°，说明水合物饱和度越低，煤体体积膨胀效应越显著。