煤矿区煤层气抽采的多物理场耦合模型及应用

作     者：张娟 张媛 吴迪 ZHANG Juan;ZHANG Yuan;WU Di

作者机构：青岛滨海学院建筑工程学院山东青岛266555 中国矿业大学(北京)管理学院北京100083 

出 版 物：《煤矿安全》 (Safety in Coal Mines)

年 卷 期：2019年第50卷第10期

页      面：9-13页

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：国家自然科学基金资助项目(51708310) 山东省自然科学基金资助项目(ZR2017BEE066) 青岛滨海学院校级科技计划研究资助项目(2018KZ03) 

主　　题：煤层气抽采 孔隙度 渗透率 多物理场耦合 数值模拟 

摘      要：基于考虑煤岩膨胀应力作用的有效应力原理,建立了考虑由瓦斯压力引起的煤基质变形和有效应力耦合效应下的煤储层渗透率动态变化模型,以煤岩变形的应力场方程和煤层瓦斯渗流方程为桥梁,构建了煤层气抽采的多物理场耦合模型。以沁水盆地南部二叠系山西组3#煤层为地质模型进行应用分析,运用Comsol Multiphysics多物理场数值模拟软件,对不同煤层参数及不同工况条件下煤矿区煤层气抽采的孔隙压力场变化规律进行分析,研究发现:煤层气抽采主要受煤层埋藏深度、煤层孔隙度和渗透率影响较为明显,而受抽采负压大小的影响较小。