煤炭工程

作者：张民波,王子超,闫瑾,李春欣,钟子逸,钱智林,刘任涛

单位：1. 中国矿业大学（北京）；2. 武汉工程大学；

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,

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。

来源：2023年第5期

《煤炭工程》期刊编辑部

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