من أجل الكشف عن قوانين تطور وميكانيكية تدفق التكوينات الفحمية الهيكلية أثناء عملية تحرير الإجهاد، تم اختيار عينات فحم حبيبي ونحاسي نموذجية من منطقة مناجم هواينان لإعداد عينات الفحم الصناعي. باستخدام نظام محاكاة تحميل وفك تحميل إجهاد ثلاثي المحاور ذات تطوير ذاتي، أجريت تجارب محاكاة فيزيائية تحت ظروف ضغط مختلفة ودرجة حرارة ونسبة رطوبة متنوعة. أظهرت النتائج أنه أثناء تحرير الإجهاد، يزداد حجم الفحم ونفاذيته بشكل ملحوظ مع انخفاض الإجهاد الفعال، حيث بلغ أقصى زيادة في الحجم 54 سم³ وارتفع النفاذية إلى 0.8936×10⁻³ ميكرومتر². تتأثر هذه العملية التطورية بعوامل متعددة مثل هيكل الفحم، درجة الحرارة، نسبة الرطوبة، واتجاه تحرير الضغط. من بين ذلك، زيادة حجم الفحم النحاسي ونفاذيته كانت أفضل من الفحم الحبيبي بنسبة بين 19.4% و25.95% وارتفاع النفاذية بنسبة 21.88%. الظروف عالية الحرارة (45 درجة مئوية) والجافة تعزز النفاذية، حيث زادت نسبة زيادة حجم التمدد بمعدل 23.24% مقارنة بحالة 15 درجة مئوية؛ تحرير الإجهاد متعدد الاتجاهات ينشط فجوات متعددة الاتجاهات ويشكل شبكة تدفق ثلاثية الأبعاد، وكانت زيادة النفاذية الأفضل بزيادة حوالي 7.7% مقارنة بالتحرير أحادي الاتجاه. توضح التحليل الميكانيكي أن انخفاض الإجهاد الفعال يحفز تطور قنوات التدفق من خلال تفاعل فتح الفجوات – الاستعادة المرنة – انكماش المصفوفة؛ الإجهاد الحراري الناتج عن درجة الحرارة يتنافس مع الإجهاد الفعال، ويعزز التمدد الخارجي للفحم؛ الرطوبة التي تشغل مساحة الفراغات وتعزز اللدونة تعوق بشكل ملحوظ تطور قنوات التدفق، حيث عند نسبة رطوبة 5% تنخفض النفاذية بنسبة 45.35%. بناءً عليه، ينبغي اختيار طبقات الفحم الهيكلي ذات تطور الفحم النحاسي، وانخفاض الإجهاد الأرضي الأصلي، ودرجات حرارة مناسبة، ونسبة رطوبة منخفضة، وعدم وجود إمدادات مياه خارجية لتطوير الغاز الطبيعي في طبقات الفحم من تحرير الإجهاد للإنشاءات الفحمية. تقدم هذه الدراسة أساسًا نظريًا هامًا لتحسين خطط التنمية الميدانية.

منطقة مناجم هواينان;تحرير الإجهاد;الفحم الهيكلي;تمدد الحجم;النفاذية;استخراج الضغط