基于动态扩散的煤层多场耦合模型建立及应用

作     者：林柏泉 刘厅 杨威 LIN Baiquan;LIU Ting;YANG Wei

作者机构：中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室安全工程学院江苏徐州221116 

出 版 物：《中国矿业大学学报》 (Journal of China University of Mining & Technology)

年 卷 期：2018年第47卷第1期

页      面：32-39,112页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2016YFC0801402) 国家自然科学基金项目(51474211 51404261) 江苏高校优势学科建设工程资助项目 

主　　题：含瓦斯煤 气-固耦合 双重孔隙介质 瓦斯渗流 动态扩散 

摘      要：为研究瓦斯抽采过程中煤层瓦斯流场演化规律,本文基于双重孔隙介质的假设,建立了应力场、渗流场和扩散场多场耦合模型,引入了动态扩散系数,使模拟结果更接近实际情况.结果表明:随着测点与钻孔距离的减小,煤层渗透率先减小后增大;瓦斯扩散系数的衰减系数λ在抽采初期对渗透率空间分布影响不显著,后期随着扩散系数的快速衰减,渗透率空间分布差异变大.当λ≤1×10^(-7)时,渗透率随时间先降低后升高;当λ≥2×10^(-7)时,随时间的增加,渗透率由先降低,再升高,然后再降低的变化趋势转为一直降低.衰减系数越大,裂隙内瓦斯压力衰减越快,基质孔隙压力衰减越慢.采用裂隙压力测得的有效抽采半径随时间增长越来越快,而采用基质孔隙压力测得的有效半径随时间增长逐渐趋于平缓,说明基质孔隙压力是确定钻孔有效抽采半径的合理指标.