DOI: 10.11799/ce202305020
基于Klinkenberg效应下双渗透模型瓦斯运移规律研究
张民波1
王子超2
闫瑾2
李春欣2
钟子逸2
钱智林2
刘任涛2
1.武汉工程大学 兴发矿业学院, 湖北 武汉 430074;冀中能源集团有限责任公司, 河北 邢台 0540002.武汉工程大学 兴发矿业学院, 湖北 武汉 430074
摘要：为消除基质瓦斯渗流作用对流固耦合模型的影响,准确描述瓦斯在抽采过程中的运移规律,建立了更加符合煤层多孔介质特性的双孔双渗透率模型,提出了考虑Klinkenberg效应和动态瓦斯扩散系数的双孔双渗透流-固耦合模型.利用COMSOL模拟钻孔瓦斯抽采过程,分析煤层钻孔预抽过程中瓦斯的运移规律、渗透率和有效抽采半径的变化.模拟结果表明:Klinkenberg效应能有效促进瓦斯运移,渗透率变化是骨架压缩效应和基质收缩效应共同作用的结果,随着抽采时间的增加,基质收缩效应占主导地位,渗透率逐渐增加;观测点的渗流速度可分为快速上升、缓慢下降和稳定不变三个阶段;瓦斯有效抽采半径与抽采时间和孔径符合幂指函数关系.现场试验与模拟结果基本吻合,验证了理论耦合模型的正确性,为瓦斯抽采设计提供理论基础.
关键词：瓦斯抽采双孔双渗透率流固耦合模型有效抽采半径
分类号：TD712+.51(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(52064046)武汉工程大学第13届研究生创新教育基金(CX2021476)武汉工程大学第13届研究生创新教育基金(CX2021484)河北省博士后创新基金(B2019005005)大学生创新训练项目(S202110490013)
论文发表日期：2023-05-20
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：7( 116-122 )
英文信息