含瓦斯煤体固气耦合数学模型及数值模拟_中国煤炭行业知识服务平台

含瓦斯煤体固气耦合数学模型及数值模拟

作者

郭平曹树刚张遵国李毅刘延保李勇
单位

重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆大学复杂煤气层瓦斯抽采国家地方联合工程实验室中煤科工集团重庆研究院博洛尼亚大学结构力学系
摘要

基于固气耦合作用的基本理论,从孔隙率和渗透率的基本定义出发,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,推导出孔隙率与渗透率的动态参数模型,并建立了含瓦斯煤体固气耦合模型。运用有限元方法给出自然卸压条件下的耦合数值解。数值模拟结果表明:孔隙瓦斯压力随着自然卸压时间的增大而减小;煤体孔隙率和渗透率随自然卸压时间的增加而增加,与现场渗透率测试规律基本相符;从煤体深处向距离工作面煤壁方向,孔隙率与渗透率缓慢增加、急速下降、急剧增加等3个阶段。
关键词

含瓦斯煤体固气耦合数值分析瓦斯吸附膨胀效应 Klinkenberg效应
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(50074197)；重庆市科委自然科学基金计划资助项目(CSTS2010BB118)；中央高校基本科研业务费资助项目(CDJXS11241181)；
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