응력 해방 과정에서 구조 탄의 투과 특성 진화 법칙 및 내재 메커니즘을 밝히기 위해, 화이난 채광구의 전형적인 산탄탄과 미륵탄을 선택하여 성형탄 시료를 제작하고, 자체 개발한 진삼축 응력 가·해제 시뮬레이션 시스템을 이용하여 다양한 해압 조건, 온도 및 수분 함량 조건에서 물리적 모사 실험을 체계적으로 수행하였다. 결과에 따르면, 응력 해방 과정에서 석탄체의 체적 팽창량과 투과율은 유효응력 감소에 따라 유의미하게 증가하였으며, 최대 체적 팽창량은 54 cm³에 달하고, 투과율은 최고 0.8936×10⁻³ μm²까지 상승하였다. 이 진화 과정은 석탄체 구조, 온도, 수분 함량 및 해압 방향 등 복합 요인에 의해 조절되었다. 특히, 미륵탄의 팽창 및 투과 향상 효과는 산탄탄보다 현저히 우수하며, 체적 팽창량은 후자보다 19.4%~25.95% 높고, 투과율 향상 폭은 21.88%에 달하였다. 고온(45 ℃) 및 건조 조건은 투과 능력 향상에 유리하며, 체적 팽창량 평균 증가율은 15 ℃ 조건 대비 23.24% 증가하였다. 다방향 해압은 다방향 균열을 활성화하고 입체 투과 네트워크를 구축하여, 증투 효과가 최적이며 단방향 해압 대비 약 7.7% 투과율이 향상되었다. 메커니즘 분석에 따르면, 유효응력 감소는 주로 ‘균열 개방-탄성 회복-기질 수축’의 협동 작용에 의해 투과 통로 진화를 유도하며, 온도에 기인한 열응력은 유효응력과 경쟁 관계에 있어 해압 조건에서 석탄체의 외부 팽창을 촉진한다. 수분은 기공 및 균열 공간을 점유하고 석탄체의 소성을 증강하여 투과 통로 발달을 현저히 억제하며, 수분 함량이 5%일 때 투과율 감소 폭은 45.35%에 달한다. 이에 따라, 구조 탄 응력 해방 탄층 가스 개발은 미륵탄 발달, 원지하응력 저, 적정 지온, 저수분 및 외래수 보급이 없는 균질 저장층을 우선 선택해야 한다. 본 연구는 현장 개발 방안 최적화에 중요한 이론적 근거를 제공할 수 있다.

화이난 채광구;응력 해방;구조 탄;체적 팽창;투과성;누압 추출