煤體瓦斯運移多場耦合分析及應(yīng)用.pdf

1、瓦斯災(zāi)害嚴重威脅礦井安全高效生產(chǎn)，同時瓦斯氣體又是一種高熱值的清潔能源。煤層瓦斯運移多場耦合研究是防治瓦斯動力災(zāi)害和進行瓦斯抽采利用的基礎(chǔ)，含瓦斯煤體滲透率是瓦斯運移多場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)與瓦斯治理重點實驗室的三軸瓦斯?jié)B流實驗系統(tǒng)，以原煤為研究對象，對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行實驗研究；建立了考慮吸附作用和滲透率動態(tài)變化的瓦斯運移多場耦合模型，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際中并進行數(shù)值模擬分析，同時設(shè)計正交試驗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。
　?。?）含瓦斯煤體滲透率隨著圍壓的增大而逐漸減小，并且降低的趨勢隨著圍壓的增大越趨平緩，圍壓與含瓦斯煤體滲透率成負指數(shù)函數(shù)關(guān)系。

3、　?。?）瓦斯壓力、圍壓和軸壓對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應(yīng)力應(yīng)變階段孔隙率演化的控制。
　　（4）在瓦斯抽采過程中，煤層瓦斯壓力會隨著抽采時間的增加呈現(xiàn)出整體下降的趨勢且下降速度逐漸減??；選取L9（34）正交表對瓦斯抽采有效半徑影響因素進行正交試驗，選取四個主要因素對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、抽采時間和鉆孔孔徑，進行方差分析得到對抽采有效半徑影響顯著的是