發(fā)布時間：2018-05-25 02:20

  本文選題：煤層注水 + 驅(qū)替瓦斯　； 參考：《煤礦安全》2015年04期

【摘要】：煤層注水驅(qū)替瓦斯前緣在數(shù)學(xué)上是一個氣水交接的間斷界面,滲流過程比較復(fù)雜。為了研究間斷界面上水驅(qū)氣前緣水相飽和度的變化規(guī)律,采用Comsol Multiphysics有限元多物理場耦合模擬軟件對煤層注水驅(qū)替瓦斯?jié)B流過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。根據(jù)模擬得出的氣水兩相相對滲透率的變化情況,引入一維塊網(wǎng)格系統(tǒng)的三階TVD格式和四階TVD格式進(jìn)行驅(qū)替前緣的計算。從而得出注水前沿的水相飽和度分布規(guī)律:兩相驅(qū)替前緣水相飽和度在0.2~0.7之間下降很快,呈先下降,后保持平穩(wěn)值的趨勢。該方法具有很好的間斷捕捉能力,對于間斷的可壓縮流體運(yùn)動有較高的分辨率又不產(chǎn)生虛假數(shù)值震蕩,為進(jìn)一步研究分析注水提高煤層瓦斯運(yùn)移的機(jī)理提供基礎(chǔ)。
[Abstract]:The front edge of gas displacement by water injection in coal seam is a discontinuous interface between gas and water, and the seepage process is complicated. In order to study the variation law of water phase saturation in the front edge of water drive gas on the discontinuous interface, the seepage process of coal seam water flooding gas was numerically simulated by using Comsol Multiphysics finite element multi-physical field coupling simulation software. According to the change of relative permeability of gas-water two-phase, the third-order TVD scheme and fourth-order TVD scheme of one-dimensional block grid system are introduced to calculate the displacement leading edge. The distribution law of water phase saturation in the front of water injection is obtained: the saturation of water phase in the front edge of two-phase flooding decreases rapidly between 0.2 and 0.7, with the trend of decreasing first, then maintaining a steady value. This method has good discontinuous capture ability, has high resolution for the discontinuous compressible fluid movement and does not produce false numerical oscillation, which provides the basis for further study and analysis of the mechanism of water injection to improve the gas migration in coal seam.
【作者單位】： 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院;華北科技學(xué)院安全工程學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51074015)
【分類號】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

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1 闞興;馬植勝;王新華;;長溝峪煤礦煤層注水參數(shù)設(shè)計及數(shù)值模擬研究[J];煤礦開采;2010年01期

2 張曉梅;宋維源;;煤巖雙重介質(zhì)注水驅(qū)氣滲流的理論研究[J];煤炭學(xué)報;2006年02期

3 楊宏民;魏晨慧;王兆豐;楊天鴻;;基于多物理場耦合的井下注氣驅(qū)替煤層甲烷的數(shù)值模擬[J];煤炭學(xué)報;2010年S1期

4 劉洪永;;遠(yuǎn)程采動煤巖體變形與卸壓瓦斯流動氣固耦合動力學(xué)模型及其應(yīng)用研究[J];煤炭學(xué)報;2011年07期

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8 廉培慶;同登科;;TVD三階和四階格式求解滲流方程新方法[J];力學(xué)季刊;2009年04期

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10 肖知國;王兆豐;;煤層注水防治煤與瓦斯突出機(jī)理的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2009年10期

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2 宋維源;李斌斌;劉文革;;鉆井與完井對近井地層滲透性損傷的分析[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年02期

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5 黃逸軍;劉韓生;;TVD格式在上游調(diào)壓室水擊數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J];長江科學(xué)院院報;2013年05期

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9 范曉丹;劉韓生;董瑜;張丹;;TVD格式數(shù)值模擬水電站水擊波新探[J];水利與建筑工程學(xué)報;2014年05期

10 周剛;于巖斌;文金浩;;深井條帶面高壓逾裂煤層注水模擬與卸壓應(yīng)用[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2015年02期

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2 郭懷廣;;煤層注水防突效果評價主控因素研究[A];2012年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

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4 惠功領(lǐng);;深部近距低采高上保護(hù)層開采煤巖體動力學(xué)演化及其控制因素數(shù)值模擬試驗(yàn)[A];第三屆全國煤礦機(jī)械安全裝備技術(shù)發(fā)展高層論壇暨新產(chǎn)品技術(shù)交流會論文集[C];2012年

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5 周鋒德;低滲含裂縫砂巖油藏滲流規(guī)律及綜合模擬研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2009年

6 楊建平;裂隙巖體宏觀力學(xué)參數(shù)評價研究[D];中國科學(xué)院研究生院（武漢巖土力學(xué)研究所）;2009年

7 趙延林;裂隙巖體滲流—損傷—斷裂耦合理論及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2009年

8 劉文劍;基于滲流場—損傷場耦合理論的隧道涌水量預(yù)測研究[D];中南大學(xué);2008年

9 沈海超;天然氣水合物藏降壓開采流固耦合數(shù)值模擬研究[D];中國石油大學(xué);2009年

10 林海飛;綜放開采覆巖裂隙演化與卸壓瓦斯運(yùn)移規(guī)律及工程應(yīng)用[D];西安科技大學(xué);2009年

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2 李義賢;考慮溫度作用下煤層氣—水兩相流運(yùn)移規(guī)律的研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

3 紀(jì)騰飛;高壓SF_6斷路器三維電弧研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2011年

4 郭懷廣;煤層注水防突機(jī)理及合理水分研究[D];河南理工大學(xué);2011年

5 王志生;煤層注水滲流特性研究及數(shù)值模擬分析[D];安徽理工大學(xué);2011年

6 朱亞;高瓦斯突出煤層水力濕潤防突技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2010年

7 趙興海;高壓SF_6斷路器介質(zhì)恢復(fù)特性的數(shù)值計算[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

8 高海賓;采煤工作面深孔煤層注水技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

9 張峰光;低滲透煤層瓦斯流固耦合理論的研究[D];太原理工大學(xué);2007年

10 欒艷;土石壩滲透規(guī)律與滲漏機(jī)理研究[D];重慶交通大學(xué);2009年

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2 謝錦睿;吳頌平;;TVD格式與高超音速氣動加熱數(shù)值模擬[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年04期

3 丁厚成;蔣仲安;韓云龍;;順煤層鉆孔抽放瓦斯數(shù)值模擬與應(yīng)用[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2008年11期

4 鐘玲文;煤的吸附性能及影響因素[J];地球科學(xué);2004年03期

5 趙國忠，，尹芝林;TVD格式在數(shù)值求解兩相滲流問題中的應(yīng)用[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);1996年03期

6 蔡樹群;何建玲;謝皆爍;;近10年來南海孤立內(nèi)波的研究進(jìn)展[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2011年07期

7 宋維源,章夢濤,潘一山,張智慧;煤層注水中的水滲流規(guī)律研究[J];地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù);2004年02期

8 王宏圖;江記記;王再清;胡國忠;袁志剛;;本煤層單一順層瓦斯抽采鉆孔的滲流場數(shù)值模擬[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2011年04期

9 司鵠;郭濤;李曉紅;;鉆孔抽放瓦斯流固耦合分析及數(shù)值模擬[J];重慶大學(xué)學(xué)報;2011年11期

10 胡景義,徐曾和,趙本鈞;龍鳳礦沖擊地壓防治的試驗(yàn)研究[J];阜新礦業(yè)學(xué)院學(xué)報;1985年S1期

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2 郝富昌;基于多物理場耦合的瓦斯抽采參數(shù)優(yōu)化研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

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2 金龍哲,蔣仲安,任寶宏,吳奎斌;煤層注水中水分蒸發(fā)現(xiàn)象的研究[J];中國安全科學(xué)學(xué)報;2000年03期

3 金龍哲,傅清國,任寶宏,吳吉男;煤層注水中添加粘塵棒降塵試驗(yàn)[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2001年01期

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5 孫文標(biāo),劉輝,趙宏偉;煤層注水在煤礦安全中的應(yīng)用及效果淺析[J];煤礦安全;2004年12期

6 朱若軍,金登剛;煤層注水參數(shù)合理選擇及防塵效果分析[J];淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報;2004年04期

7 金龍哲,歐盛南;煤層注水中粘塵棒溶液對接觸角的影響[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2005年03期

8 李偉;應(yīng)用滲透棒提高煤層注水效果研究[J];華北科技學(xué)院學(xué)報;2005年01期

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4 張生根;鄧福保;周海軍;江清平;汪健敏;;煤層注水在采煤工作面的應(yīng)用[A];江西省煤炭工業(yè)協(xié)會、江西省煤炭學(xué)會2006年工作暨學(xué)術(shù)年會學(xué)術(shù)論文集[C];2006年

5 吳克勤;李鑒周;徐光德;;淺談高突煤層采面煤層注水的實(shí)踐與應(yīng)用[A];2007年贛皖湘蘇閩五省煤炭學(xué)會聯(lián)合學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2007年

6 鄺良學(xué);;芝蘭沖煤礦煤層注水防塵效果分析[A];創(chuàng)新推動新型煤炭工業(yè)體系建設(shè)和安全健康發(fā)展——2010年湘贛皖閩蘇等多�。ㄊ校┟禾繉W(xué)會學(xué)術(shù)交流暨湖南省煤炭科技論壇論文集[C];2010年

7 郭懷廣;;煤層注水防突效果評價主控因素研究[A];2012年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

8 葛逸群;楊建明;;瓦斯抽放孔進(jìn)行煤層注水技術(shù)的應(yīng)用[A];贛閩皖蘇湘五省煤炭學(xué)會聯(lián)合學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

9 盧儉;鄧廣哲;王寧波;胡開江;;煤層注水破壞機(jī)理的能量耗散分析[A];煤炭開采新理論與新技術(shù)——中國煤炭學(xué)會開采專業(yè)委員會2012年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

10 艾興;;煤層注水技術(shù)在大興礦N_2703工作面的應(yīng)用[A];煤礦重大災(zāi)害防治技術(shù)與實(shí)踐——2008年全國煤礦安全學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

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4 唐陸兵;義煤集團(tuán)義安礦業(yè)煤層注水顯成效[N];中國礦業(yè)報;2010年

5 廖沖　劉潔;義煤集團(tuán)千秋礦 煤層注水效果好[N];中華合作時報;2010年

6 陳生云;大同永煤公司逐步向綠色開采邁進(jìn)[N];山西經(jīng)濟(jì)日報;2010年

7 李宇凌;金剛煤礦多措并舉治理粉塵[N];中國礦業(yè)報;2011年

8 吳哲;精細(xì)化保證祁東礦安全[N];經(jīng)理日報;2006年

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4 高海賓;采煤工作面深孔煤層注水技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

5 郭懷廣;煤層注水防突機(jī)理及合理水分研究[D];河南理工大學(xué);2011年

6 劉忠鋒;唐安煤礦3＃煤綜放工作面煤層注水參數(shù)與施工工藝研究[D];太原理工大學(xué);2010年

7 杜玉嬌;煤層注水防突的微觀作用機(jī)理初步研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2012年

8 張磊;長溝峪煤礦煤層注水技術(shù)及試驗(yàn)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2009年

9 賈宗謙;綜放工作面動壓注水防塵技術(shù)研究[D];太原理工大學(xué);2012年

10 高建;煤層淺孔注水在高瓦斯綜采工作面的試驗(yàn)研究[D];安徽理工大學(xué);2007年

本文編號：1931646