基于砂化层破碎带冲蚀—渗流耦合模型的多孔介质水-砂混合流运移规律研究
王路1
张东升2
李强1
韩学森2
熊鹏辉3
谢勇3
王嗣桐1
1.陕西陕煤曹家滩矿业有限公司,陕西 榆林 7190992.中国矿业大学 矿业工程学院,江苏 徐州 2211163.陕西省煤层气开发利用有限公司,陕西 西安 710119
摘要：为研究砂化层岩石破碎带水砂溃涌现象的时空演化机理,基于非达西渗流边界、岩石基质冲蚀、固相质量转化及动量传递关系,构建砂化层破碎带冲蚀—渗流耦合模型,建立多孔介质水-砂渗流子模型与砂化层破碎带岩石基质动力冲蚀子模型间的全耦合关系,并给出了二维平面渗流条件下的控制方程.基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件进行了空间域和时间域的求解,结果表明:流入相与孔隙空腔混合流含砂率的不同对水砂混合流的运移行为影响显著,含砂率差距越大其渗流特征差异越明显;砂化层破碎带水砂驱替过程经历了缓慢渗流—混合流剧烈溃涌—稳态层流3 个阶段.模型特征在斜井穿砂化层工程现场得到验证,并开展了防水治砂工程实践.
关键词：砂化层冲蚀—渗流耦合斜井支护防治水注浆
分类号：TD745(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51974291)江苏省研究生实践创新计划项目(KYCX23_2777)
论文发表日期：2025-04-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 136-144 )
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