注热条件下含瓦斯煤体吸附及渗透率模型分析.pdf

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1、第42卷第1期矿业安全与环保Vo1．42No．12015年2月MININGSAFETY&ENVIRONMENTALPROTECTIONFeb．2015贾泉敏，孙海涛，江万刚，等．注热条件下含瓦斯煤体吸附及渗透率模型分析[J]．矿业安全与环保，2015，42(1)：73—75文章编号：1008—4495(2015)叭一0073—03注热条件下含瓦斯煤体吸附及渗透率模型分析贾泉敏，孙海涛，江万刚，郭恒(1．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037；2．中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆400037)摘要：为了分析煤层注热对煤体瓦斯产出的影响效应，需要对注热条件下煤体瓦斯吸附、解吸规

2、律和煤体渗透率变化规律进行研究。基于Langmuir吸附模型和Warren-Root几何模型等假设条件，结合弹性力学和渗流力学理论，建立了煤体瓦斯吸附及渗透模型并对其进行了分析，最终得出在注热条件下，温度和水分对煤体瓦斯吸附和渗透率的影响规律，为煤层注热多场耦合模型的分析求解奠定了基础。关键词：煤体；注热；吸附；渗透率；多场耦合中图分类号：TD712文献标志码：C网络出版时间：2015-02-0322：10网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／50．1062．TD．20150203．2210．013．htmlAnalysisonCoalGasAdsorp

3、tionandPermeabilityModelunderHeatIn．iectionConditionJIAQuanminJ，SUNHaitao，JIANGWangangl，GUOHeng'2(J．StateKeyLaboratoryofGasDisasterMonitoringandEmergencyTechnology，Chongqing400037，China；2．ChinaCoalTechnologyandEngineeringGroupChongqingResearchl~titme，Chongqing400037，China)Abstract：Inthispaper，studyw

4、ascarriedoutontheadsorptionanddesorptionlawsofcoalgasandthechangelawsofcoalpermeabilityundertheconditionofheatinjectioninordertoanalyzetheinfluenceofheatinjectionincoalseamonthecoalgasoutput．BasedontheassumptionsofLangmuirmodelandWarren-Rootgeometricmodelandbycombiningtheelasticitymechanicswiththefl

5、uidmechanics，thecoalgasadsorptionmodelandcoalpermeabilitymodelwereestablishedandthenanalyzed．Finally，theinfluenceoftemperatureandmoistureonthegasadsorptionandpermeabilityofcoalwasobtainedundertheconditionofheatinjection，thisthuslaidthefoundationfortheanalysisandsolutionofthecoalseamheatinjectionmult

6、i-physicscouplingmode1．Keywords：coal；heatinjection；absorption；permeability；muhi—physicscoupling我国煤层瓦斯资源储量丰富，但由于我国煤层合作用的结果，其决定了煤体瓦斯的渗流及产出，也渗透率普遍较低，瓦斯抽采效果受到较大影响。可引出煤层注热工艺参数。煤体瓦斯解吸后，经扩借鉴热力驱油的方法，国内外学者提出了煤层注热散进入煤体裂隙中并遵循达西渗流规律流人瓦斯抽强化瓦斯抽采的构想。煤层注热是指通过向煤层注采钻孔或抽采井。因此，注热条件下的瓦斯吸附、解入过热水蒸气，使煤体温度升高，以期使吸附在煤层吸规律及煤体渗

7、透率变化规律就决定了瓦斯的产出中的瓦斯解吸为游离状态，并改善煤层的渗透率和规律。目前，煤层注热技术还处于理论和实验室研瓦斯的运移特性。煤层注热理论涉及了渗流力学、究阶段，分析煤体瓦斯吸附、解吸及煤体渗透率变化传热学以及岩石力学等学科，注热过程受到温度、水规律有助于了解注热技术对瓦斯产出的影响效应，分等因素的影响，注热效果可体现多物理场相互耦也有利于对注热工艺关键参数的掌握。收稿日期：2014—04