【摘要】：立足于消除煤層滲透及擴(kuò)散特性對于煤與瓦斯氣固耦合模型的干擾,在分析首采煤層所處應(yīng)力狀態(tài)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,建立更符合煤體的孔隙裂隙二重介質(zhì)特性的修正的P-M滲透率模型,提出考慮解吸 擴(kuò)散效應(yīng)及Klinkenberg效應(yīng)的煤與瓦斯氣固耦合模型,詳細(xì)闡述多物理場之間的耦合作用關(guān)系。應(yīng)用該模型模擬分析深部首采層順層鉆孔預(yù)抽消突過程中煤層瓦斯壓力及滲透率的演化規(guī)律。模擬結(jié)果表明,Klinkenberg效應(yīng)對低滲透煤層瓦斯運(yùn)移的促進(jìn)作用顯著,并隨著瓦斯壓力減小促進(jìn)效果增大;煤體絕對滲透率的動態(tài)變化是骨架壓縮效應(yīng)及基質(zhì)收縮效應(yīng)的競爭結(jié)果,瓦斯壓力開始減小時(shí),骨架壓縮效應(yīng)首先起主導(dǎo)作用,滲透率減小,瓦斯壓力持續(xù)降低時(shí),基質(zhì)收縮效應(yīng)逐漸取代其成為主導(dǎo)作用,滲透率增大。
[Abstract]:Based on eliminating the interference of permeability and diffusion characteristics of coal seam to the gas-gas coupling model of coal and gas, the characteristics of stress state in the first coal seam are analyzed. A modified P-M permeability model, which is more consistent with the characteristics of porous and fractured dual medium of coal body, is established, and a gas-gas coupling model considering desorption diffusion effect and Klinkenberg effect is proposed, and the coupling relationship between multiple physical fields is described in detail. The model is used to simulate and analyze the evolution law of gas pressure and permeability of coal seam in the process of pre-drainage and outburst suppression by drilling along the strata of deep first mining strata. The simulation results show that the Klinkenberg effect promotes the gas migration in low permeability coal seam significantly, and increases with the decrease of gas pressure, and the dynamic change of absolute permeability of coal body is the competitive result of skeleton compression effect and matrix shrinkage effect. When the gas pressure began to decrease, the skeleton compression effect played a leading role, while the permeability decreased, and when the gas pressure continued to decrease, the matrix shrinkage effect gradually replaced it, and the permeability increased.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院;中國礦業(yè)大學(xué)煤炭資源與安全開采國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(51204173,41202118,51304204)
【分類號】：TD712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2195683