社会现实场景

深部煤矿开采过程中，煤层瓦斯、水、温度和应力共同作用，容易引起煤岩渗透性变化、瓦斯异常涌出、突水和冲击地压等灾害。矿井现场环境复杂，煤岩孔隙裂隙结构在采动扰动下持续演化，流体运移规律直接影响灾害孕育和防治效果。因此，开展矿井环境条件下煤岩渗流特征测试，对揭示瓦斯、水与煤岩结构相互作用机制具有重要意义。

真实问题

现有渗流测试多集中在单一流体或单一应力条件下，难以真实反映矿井中应力、温度、瓦斯压力和水压共同作用下的渗流变化规律。现场灾害发生前，煤岩裂隙连通性和渗透率会发生动态变化，但传统设备难以连续、稳定地捕捉这些变化，导致瓦斯抽采、注水卸压和突水防控等措施缺乏精确参数支撑。

技术创新

该系统可模拟矿井温度、压力和流体赋存环境，开展煤岩在不同应力、不同水气压力和不同渗流路径条件下的渗流测试。系统集成压力控制、流量采集、温度调节和数据分析模块，可实现渗透率、孔隙压力、流量变化等参数的连续监测。通过还原矿井水气渗流过程，可为瓦斯抽采、煤层注水、突水防治和冲击地压复合灾害研究提供实验依据。

图1 矿井环境与灾害渗流测试系统