水锤效应下压力波沿裂隙波动规律模拟研究
傅晋奇
年军
程文旭
太原理工大学 安全与应急管理工程学院,山西 太原 030024
摘要：为了分析水锤效应对裂隙内脉动水压力传播规律的影响,基于一维瞬变流模型与水锤运动方程和连续性方程,通过数值模拟研究流体运动状态瞬时变化时水锤压力的跃升及波动规律.模拟结果表明:脉动水流在裂隙中以一定流速流动时,当遇到裂隙末端闭合时,流速受阻降低,受惯性和压力波叠加反射的作用会发生水锤效应;在水锤作用下流体压力会瞬时跃升并且以矩形压力波的形式冲击煤体裂隙;当压力波交替升降作用于煤体裂隙内部时,激增的流体压力有利于解堵及裂隙扩展,形成水锤正反馈;而因压力波的叠加反射,不同流段的流体会相互阻碍导致压力降低甚至变为负压,形成水锤负反馈;负反馈导致冲击裂隙的压力降低,但形成的周期性交变压力可以对煤体形成疲劳损伤,并衍生出更多新裂隙,提高压裂效果.
关键词：水锤效应水力压裂卸压增透脉动压力数值模拟
分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52274220)
论文发表日期：2025-01-19
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：7( 19-25 )
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