DOI: 10.11799/ce201811019
煤层瓦斯强化抽采工程试验与 多过程耦合渗流数值解
李志强1
成墙2
1.河南理工大学 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心, 河南 焦作 454000;河南理工大学 中原经济区煤层(页岩气)河南省协同创新中心, 河南 焦作 454000;重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室, 重庆 4000302.河南理工大学 煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心, 河南 焦作 454000;河南理工大学 中原经济区煤层(页岩气)河南省协同创新中心, 河南 焦作 454000
摘要：为提高低渗透煤层的瓦斯抽采能力,采取了多种工程强化抽采煤层瓦斯,措施包括:高压水射流割缝卸压增渗、 强化预抽、 注气增压驱气、 注水增湿抑制瓦斯解吸.首先在煤层底板岩巷中利用穿层钻孔实施高压水射流割缝,以提高煤体的渗透性,之后进行预抽煤层高压瓦斯;达到抽采极限时间后,采用注空气增压的方法提高瓦斯的流动能力,以增加瓦斯的抽采能力;达到注气极限时间后,采用高压注水的方式湿润煤体,达到增加煤体水分,抑制残余瓦斯解吸的目的.试验结果表明:实施强化抽采措施后,煤层渗透性提高了100倍以上,瓦斯抽采率从措施前的16.4％提高到了58.6％.多个工程实施过程中,瓦斯—注入气—水等流体的流动具有前后继承性,即后一个工程流体的渗流是在前一个工程流体渗流的终态基础上进行的.为此,提出了多过程渗流的新概念,据此建立了多过程耦合渗流力学方程,将前一个流体的渗流压力——距离终态作为后一个渗流过程的初始条件,代入后一个渗流方程进行耦合数值计算,得到了符合实际的多过程、 多流体的耦合渗流数值解.计算表明:第一过程的抽采压降曲线终态为抛物线形态,可用幂函数描述,第二过程注气压力曲线初态呈现先下降后上升的波谷曲线形态,末态可用幂函数描述,第三过程的注水压力曲线为幂函数下降形态.
关键词：瓦斯煤层气水力割缝注气多过程渗流
分类号：TD713.2(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51004041)河南省高等学校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN030)长江学者和创新团队发展计划(PCSIRT1235)煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放基金(2011DA105287-KF201313)
论文发表日期：2018-11-01
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：5( 74-78 )
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