為了研究鉆孔布置對(duì)瓦斯抽采效率的影響,采用自主研發(fā)的多場耦合煤層氣開采物理模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),開展了不同鉆孔間距條件下瓦斯抽采物理模擬實(shí)驗(yàn)研究,探討了鉆孔間距對(duì)瓦斯抽采效果的影響。結(jié)果表明:在抽采初期,各測點(diǎn)瓦斯壓力下降速率和下降量主要受到離鉆孔中心距離的影響,與測點(diǎn)距鉆孔出口距離基本無關(guān),在瓦斯抽采過程中,靠近鉆孔中心位置的瓦斯壓力梯度大,瓦斯流速也較大,斷面瓦斯壓力場中等壓線以鉆孔為中心呈圓環(huán)形分布;相鄰鉆孔之間產(chǎn)生的抽采疊加效應(yīng)會(huì)影響有效抽采范圍,鉆孔間距越近,有效抽采范圍越大,同時(shí)其有效抽采范圍也隨抽采時(shí)間呈指數(shù)型增長。

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【部分圖文】：

圖1實(shí)驗(yàn)箱體鉆孔及傳感器布置圖

本文共設(shè)計(jì)3組物理模擬實(shí)驗(yàn)，分別為2號(hào)和3號(hào)鉆孔，2號(hào)和4號(hào)鉆孔，1號(hào)和4號(hào)鉆孔同時(shí)抽采條件下的瓦斯抽采物理模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)應(yīng)鉆孔間距分別為250mm、504mm和784mm。為便于表述，分別用23鉆孔、24鉆孔、14鉆孔表示。地應(yīng)力三個(gè)方向加載均為4.0MPa，煤層初始?xì)怏w壓力為1....

圖2第1區(qū)域抽采斷面、縱面瓦斯壓力與抽采時(shí)間曲線

選取連線過第一斷面鉆孔中心的3組測點(diǎn)，連線方向與Y軸、Z軸平行，繪制各組測點(diǎn)瓦斯壓力與抽采時(shí)間曲線，如圖3所示。由圖3(a)可知，測點(diǎn)P4、P6在14鉆孔抽采條件下瓦斯壓力下降速率最快，在23鉆孔抽采條件下次之，在24鉆孔抽采條件下最慢，說明鉆孔間距對(duì)瓦斯壓力下降速率有一定影響，....

圖3第一斷面沿Y軸、Z軸方向瓦斯壓力與抽采時(shí)間曲線

圖2第1區(qū)域抽采斷面、縱面瓦斯壓力與抽采時(shí)間曲線在抽采初期，儲(chǔ)層瓦斯壓力與鉆孔出口壓力的壓差超過滲流啟動(dòng)壓力，瓦斯受氣體壓力梯度影響，向鉆孔中心移動(dòng)，兩個(gè)鉆孔同時(shí)抽采時(shí)，運(yùn)移區(qū)域產(chǎn)生疊加效應(yīng)，鉆孔間距越小，疊加效果越強(qiáng)，瓦斯壓力下降速率越快。

圖4鉆孔抽采條件下第四斷面瓦斯壓力場

瓦斯在煤層中的流動(dòng)速度與壓力梯度呈正比[7]，因此可用氣壓梯度表示某一時(shí)刻下抽采過程中煤層各點(diǎn)的瓦斯流速相對(duì)大小和方向。本文以14鉆孔抽采條件下第四斷面為例，對(duì)瓦斯流場進(jìn)行分析，將相應(yīng)的坐標(biāo)位置上傳感器監(jiān)測的氣體壓力數(shù)據(jù)，利用Matlab軟件的quiver函數(shù)進(jìn)行插值擬合，繪制出....

本文編號(hào)：3934489