• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤层透气性系数新的测试计算方法
  • 78
  • 作者

    秦跃平刘佳苏向云

  • 单位

    中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院太原理工大学安全与应急管理工程学院

  • 摘要
    煤层透气性系数是衡量煤层瓦斯流动难易程度的关键参数。现行的煤层透气性系数计算式中,将变压力非线性偏微分方程的系数假定为常数,理论推导结果存在较大缺陷,使得现场测定的透气性系数存在较大偏差。为解决煤层透气性系数测定失准的问题,本文推导了钻孔径向流量法测试煤层透气性系数的过程,并在推导过程中指出该方法存在的问题。以朗格缪尔式瓦斯含量和达西定律为基础,建立无量纲模型,将模型解算结果进行反演拟合,得到新的煤层透气性系数计算式,并通过现场实测钻孔数据进行验证,修正了现行的煤层透气性系数测试方法,提出准确可靠的计算煤层透气性系数的新方法。结果表明:用抛物线式表示煤层瓦斯含量并将变量p1.5视为常量推导而来的煤层透气性系数计算式,相当于将瓦斯含量拟合成与压力平方成正比关系,理论上成问题且实际测算存在较大误差。采用朗格缪尔式无量纲模型计算出的Y′进行反演拟合,可解决现行计算方法的缺陷;当吸附常数b与原始瓦斯压力p0的乘积(无因次原始瓦斯压力)不同时,无因次瓦斯涌出速度Y′与无因次时间Fo′的函数曲线明显不同,由此得到了含有无因次原始瓦斯压力的透气性系数计算式;当煤层和钻孔条件一定时,由不同时间测试的瓦斯涌出量计算得到的煤层透气性系数λ值具有良好的再现性。新的煤层透气性系数现场测定方法与现行方法完全相同,不增加额外工作量,但新方法的计算更加精确可靠。
  • 关键词

    煤层透气性系数无量纲反演朗格缪尔式

  • 文章目录
    1.现行测试方法的原理
    1.1 建立模型
    1.2 有限差分法求解无量纲模型
    1.3 煤层透气性系数计算式推导
    2.新的煤层透气性系数计算式
    2.1 建立模型
    2.2 有限差分法求解无量纲模型
    2.3 煤层透气性系数新算法
    3 实例分析与验证
    4 结论
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