基于分形理论的承压破碎矸石非Darcy渗流特性研究
王永福1
郭毅2
王少雷3
陈冬冬2
1.陕西煤矿安全监察局安全技术中心,陕西 西安 7100012.中煤科工西安研究院(集团)有限公司,陕西 西安 7100543.贵州省油气勘探开发工程研究院,贵州 贵阳 550009
摘要：为探究采空区充填破碎矸石在上覆岩层作用下的非Darcy渗流特性,利用自主研发的破碎岩石渗流试验系统,采用稳态渗透法对 4 种不同初始级配的承压破碎矸石进行单轴侧限压缩及渗流试验,得到破碎矸石在不同有效应力下的孔隙度、分形维数、渗透率、欧拉数以及非Darcy渗流过程中的能量耗散规律.研究表明:在高渗透压和高孔隙度下,流体的流速较快导致非线性影响因子E值远大于 0.1,此时表现出高速非达西渗流特征;孔隙度随有效应力的变化过程可分为 2 个阶段,当Talbot幂指数n值趋于 0.4 时,各粒径区间的颗粒质量配比良好,易被压实;随着分形维数的增大,颗粒破碎程度加剧,岩样渗透率呈线性减小趋势;推导出欧拉数与流速之间是呈反比关系,流速增大流体的动量传递逐渐减小.
关键词：充填开采非Darcy渗流特性破碎矸石粒度分形级配结构
分类号：TD315(矿山压力与支护)
资助基金：贵州省地质勘查专项资金公益性基础性资助项目(52000021MGQSE7S7K6PRP)
论文发表日期：2024-09-20
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：8( 149-156 )
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