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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
低渗透性煤层注水数值模拟与工程应用
  • 作者

    祁云霞连清旺

  • 单位

    太原理工大学矿业工程学院太原理工大学原位改性采矿教育部重点实验室

  • 摘要

    基于Comsol Multiphysics 5.4模拟软件对不同煤体特征参数与注水工艺参数对低渗透性煤体的力学特性和湿润效果的影响规律进行模拟分析,并将模拟结果应用于工程实际。模拟结果显示,注水压力越大,距钻孔距离越小,孔隙压力就越大,三者之间存在一定数学关系,注水压力对湿润半径呈指数式增长趋势;注水孔长度对湿润效果基本无影响;而孔隙度越大,煤体孔隙压力越小,煤体钻孔水质量流量和湿润半径越大,一定范围内煤体更加湿润。应用结果表明,采用数值模拟对湿润半径进行预测可以对工程现场低渗透性煤层的注水工艺参数设计提供引导。现场应用发现煤体的湿润性及工作面的降尘效果显著,对粉尘的产生及控制均起到积极影响,有效改善了井下工作环境。

  • 关键词

    数值模拟煤层孔隙度注水压力注水孔长度孔隙压力

  • 基金项目(Foundation)
    山西省自然科学基金资助项目(201901D111071);
  • 文章目录

    0 引言
    1 煤层注水相关理论研究
    1.1 煤层注水达西定律
    1.2 煤层注水渗流连续性方程
    2 煤层注水几何模型构建及参数设定
    2.1 煤层注水几何模型构建
    2.2 煤层注水渗流控制方程
    2.3 煤层注水初始参数及边界设定
    3 煤层注水数值模拟结果研究
    3.1 不同注水压力下孔隙压力模拟分析
    3.2 注水压力对湿润半径的影响
    3.3 注水孔长度对湿润半径的影响
    3.4 孔隙度对湿润半径的影响
    4 煤层注水的工程应用
    4.1 注水工艺与技术
    4.2 煤层注水效果分析
    (1)工作面含水率的测定与分析
    (2)工作面粉尘浓度的测定与分析
    5 结语

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