含瓦斯煤固气耦合动力学模型及其应用研究

摘要：

渗透率是煤层气开发的关键因素，“动态渗透率”概念在煤层气开发中已得到广泛认可。基于固气耦合作用的基本理论、孔隙度的基本定义，以体积应变为桥梁，综合考虑吸附膨胀效应和Klinkenberg效应对煤体中瓦斯的运移影响，建立了含瓦斯煤体的固气耦合动力学模型。并以山西某矿本煤层单一顺层钻孔瓦斯抽采为工程实例，结合该矿煤层赋存特征，借助COMSOL Multiphysics软件进行数值计算，获得该矿3＃煤层顺层钻孔抽采瓦斯的有效排放半径，并结合现场实际情况优化布置钻孔。最终达到保证综放面安全生产的预抽率（25％～30％），既取得了良好的抽采效果，又节约了工程成本。

关键词：固气耦合、膨胀效应、Klinkenberg效应、瓦斯抽采、瓦斯含量

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973计划-采动卸压条件下瓦斯运移规律理论与试验研究项目资助编号2011CB201203-02；中煤科工集团重庆研究院青年基金-回采工作面前方瓦斯流动规律数值模拟研究项目资助编号2012QNTJ17

在线出版日期：2013-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：126-130,135