煤體瓦斯運(yùn)移多場(chǎng)耦合分析及應(yīng)用.pdf

1、瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重威脅礦井安全高效生產(chǎn)，同時(shí)瓦斯氣體又是一種高熱值的清潔能源。煤層瓦斯運(yùn)移多場(chǎng)耦合研究是防治瓦斯動(dòng)力災(zāi)害和進(jìn)行瓦斯抽采利用的基礎(chǔ)，含瓦斯煤體滲透率是瓦斯運(yùn)移多場(chǎng)耦合的重要物性參數(shù)，更反映了瓦斯在煤層滲流的難易程度。
　　本文利用瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的三軸瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以原煤為研究對(duì)象，對(duì)含瓦斯煤體在不同應(yīng)力和瓦斯壓力條件下的滲流特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；建立了考慮吸附作用和滲透率動(dòng)態(tài)變化的瓦斯運(yùn)移多場(chǎng)耦合模型，借助C

2、OMSOL數(shù)值軟件把建立的模型應(yīng)用到瓦斯抽采有效半徑考察工程實(shí)際中并進(jìn)行數(shù)值模擬分析，同時(shí)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)分析瓦斯抽采有效半徑的影響因素。本文主要取得了以下結(jié)論：
　?。?）在不同孔隙瓦斯壓力影響下，含瓦斯煤體滲透率變化趨勢(shì)具有明顯的階段性，隨著瓦斯壓力的增加滲透率先減小又呈現(xiàn)逐漸增加趨勢(shì)。
　　（2）含瓦斯煤體滲透率隨著圍壓的增大而逐漸減小，并且降低的趨勢(shì)隨著圍壓的增大越趨平緩，圍壓與含瓦斯煤體滲透率成負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。

3、　?。?）瓦斯壓力、圍壓和軸壓對(duì)含瓦斯煤體滲流特性的影響程度不同，滲透率的變化受煤樣加載變形的各個(gè)應(yīng)力應(yīng)變階段孔隙率演化的控制。
　?。?）在瓦斯抽采過(guò)程中，煤層瓦斯壓力會(huì)隨著抽采時(shí)間的增加呈現(xiàn)出整體下降的趨勢(shì)且下降速度逐漸減小；選取L9（34）正交表對(duì)瓦斯抽采有效半徑影響因素進(jìn)行正交試驗(yàn)，選取四個(gè)主要因素對(duì)抽采有效半徑的影響程度大小順序依次為初始滲透率、原始瓦斯壓力、抽采時(shí)間和鉆孔孔徑，進(jìn)行方差分析得到對(duì)抽采有效半徑影響顯著的是