基于保压取心的深部煤层原位压力计算原理及方法初探

准确获取煤层原位瓦斯压力是防治瓦斯灾害的关键环节，现阶段仍需探寻测量准确、经济投入小、测定周期短的瓦斯压力测定手段。基于深部煤层原位保压取心原理技术，提出了深部煤层原位瓦斯压力计算方法并形成其测定流程，构建了保压空间内瓦斯压力演化数值模型，对比理论与数值模拟结果验证方法的可靠性，进一步探究煤层不同原位瓦斯压力下保压空间内瓦斯压力演化规律。结果表明：保压空间中瓦斯压力示数并非煤层原位瓦斯压力，当保压空间中压力示数为0.3 MPa时，煤层原位瓦斯压力约0.38 MPa；保压空间中瓦斯压力平衡值越大，原位状态游离瓦斯占比越大，平衡后游离瓦斯质量占比也越大；随着保压空间中瓦斯由原位状态向新平衡态转换，游离瓦斯质量占比逐渐增加，吸附态瓦斯质量占比则相应减小；保压空间内瓦斯压力演化规律分为3个阶段，自取心完成后分别经历瓦斯压力快速增加、缓慢增加以及最终平衡阶段；基质内吸附态瓦斯压力缓慢衰减，游离态瓦斯压力快速衰减，保压空间内瓦斯压力先快速增加后趋于稳定最终达到压力平衡；煤心渗透率越大，保压空间中瓦斯压力达到平衡所需时间越短，但其保压空间中瓦斯压力最终平衡压力与煤心渗透率无关。