针对难注水煤层低孔隙率、低渗透性，传统注水减尘技术难以有效润湿煤体问题，提出通过液态CO2加注煤层进行结构改造进而提升煤层注水效果的新思路。为厘清难注水煤层液态CO2加注过程多场耦合演化规律，联合Comsol有限元软件与Matlab数据处理软件，建立了难注水煤层液态CO2加注流-热-固多场耦合作用模型；针对复杂的煤体孔-裂隙结构，引入非均质分布参数，通过Comsol with Matlab接口将煤层划分为10 000个区域，并调用Weibull分布函数，对煤层所有区域的材料性质分别赋值，实现煤体材料的非均质性表达。通过对加注压力、加注时间等参数控制变量模拟，分析难注水煤层液态CO2加注过程多场耦合演化情况。研究结果表明：液态CO2加注过程中煤层的渗流通道扩展速率、冷却区域延展范围、拉损伤及压损伤比例与液态CO2加注时间及加注压力呈正相关，且相比加注时间，其渗流、冷却、损伤区域的延扩速率受加注压力的影响更为显著；与加注压力为10 MPa相比，在20 MPa时明显增加了外层区域较低流速的分支流道数量，具有更强打开煤层渗流通道的能力；在加注压力由0 MPa加载至30 MPa过程中，煤层拉损伤和压损伤比例最终分别达到47.86%和4.23%，煤层损伤以拉损伤为主，这与煤体抗拉能力远低于抗压能力的本构关系相一致。研究工作可为研发煤层液态CO2致裂增润防灾技术提供理论基础。

0 引 言
2加注模拟相关理论'>1 液态CO2加注模拟相关理论
1.1 非均质性参数理论
1.2 煤体热弹性应力-应变关系理论
1.3 煤体损伤判断理论
2 Comsol模型的建立与求解
2.1 Comsol Multiphysics简介
2.2 几何模型建立
2.3 物理场选择
2.4 边界条件设置
2.5 非均质材料参数设置
3 模拟结果
3.1 煤层渗流区域分布
3.2 煤层冷却区域分布
3.3 煤层损伤区域分布
4 结 论

王和堂,杨景皓,谭江龙等.难注水煤层液态CO_(2)加注多场耦合演化规律研究[J/OL].煤炭科学技术:1-12[2023-11-08].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20231107.0841.001.html