基于Klinkenberg效应下双渗透模型瓦斯运移规律研究

作     者：张民波 王子超 闫瑾 李春欣 钟子逸 钱智林 刘任涛 ZHANG Minbo;WANG Zichao;YAN Jin;LI Chunxin;ZHONG Ziyi;QIAN Zhilin;LIU Rentao

作者机构：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054000 

基　　金：国家自然科学基金地区基金(52064046) 武汉工程大学第13届研究生创新教育基金(CX2021476,CX2021484) 河北省博士后创新基金(B2019005005) 大学生创新训练项目(S202110490013) 

出 版 物：《煤炭工程》 (Coal Engineering)

年 卷 期：2023年第55卷第5期

页      码：116-122页

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。

主 题 词：瓦斯抽采 双孔双渗透率 流固耦合模型 有效抽采半径 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

D　O　I：10.11799/ce202305020

馆 藏 号：203121609...