Safety in Coal Maines
煤炭科学技术研究院有限公司：刘东洋|煤层裂隙粗糙度与瓦斯开采效率耦合数值模型
作者
韩文彬1, 张迪1
郑义2, 3, 4, 5
刘东洋2, 3, 4, 5
单位
1.国能神东煤炭集团 保德煤矿，山西 保德 036600
2.煤炭科学技术研究院有限公司，北京 100013
3.煤科通安（北京）智控科技有限公司，北京 100013
4.北京市煤矿安全工程技术研究中心，北京 100013
5.智能开采与岩层控制全国重点实验室，北京 100013
摘要
在CO2驱替增强开采过程中，煤层裂隙行为对封存/采收有显著影响。为了解决多物理场耦合效应下裂隙粗糙度演化对工程效率影响尚不明确的难题，建立了一种创新的跨学科数学模型，提出定量描述煤层裂隙粗糙度的参数，并将其与煤层多场效应下的气体流动控制方程耦合，研究了煤层瓦斯开采过程中的热-流-固耦合效应及裂隙网络特性。结果表明：数学模型与实地数据吻合良好，能够表征煤层裂隙粗糙度；裂隙粗糙度对煤层瓦斯剩余压力及注入CO2气压有显著影响；当粗糙度参数由0.24降至0.18时，煤层瓦斯含量最大降低32.5%，CO2压力最大增加26.7%，煤层瓦斯吸附量最大降低31.7%，CO2吸附量最大升高12.1%。
作者简介
作者简介：韩文彬（1987—），男，山西太原人，工程师，硕士，从事“一通三防”和监测监控管理工作。
通讯作者：刘东洋（1991—），男，河北承德人，研究实习员，硕士，主要从事煤矿“一通三防”理论、技术及装备研发工作。
本文引用格式
韩文彬，张迪，郑义，等. 煤层裂隙粗糙度与瓦斯开采效率耦合数值模型[J]. 煤矿安全，2024，55（8）：51−61.
HAN Wenbin, ZHANG Di, ZHENG Yi, et al. A coupled numerical model of coal seam fracture roughness and gas extraction efficiency[J]. Safety in Coal Mines, 2024, 55（8）: 51−61.
