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煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解
被引量：
5
1
作者
李志强
成墙
《煤炭工程》
北大核心
2018年第11期74-78,共5页
为提高低渗透煤层的瓦斯抽采能力,采取了多种工程强化抽采煤层瓦斯,措施包括:高压水射流割缝卸压增渗、强化预抽、注气增压驱气、注水增湿抑制瓦斯解吸。首先在煤层底板岩巷中利用穿层钻孔实施高压水射流割缝,以提高煤体的渗透性,之后...
为提高低渗透煤层的瓦斯抽采能力,采取了多种工程强化抽采煤层瓦斯,措施包括:高压水射流割缝卸压增渗、强化预抽、注气增压驱气、注水增湿抑制瓦斯解吸。首先在煤层底板岩巷中利用穿层钻孔实施高压水射流割缝,以提高煤体的渗透性,之后进行预抽煤层高压瓦斯;达到抽采极限时间后,采用注空气增压的方法提高瓦斯的流动能力,以增加瓦斯的抽采能力;达到注气极限时间后,采用高压注水的方式湿润煤体,达到增加煤体水分,抑制残余瓦斯解吸的目的。试验结果表明:实施强化抽采措施后,煤层渗透性提高了100倍以上,瓦斯抽采率从措施前的16. 4%提高到了58. 6%。多个工程实施过程中,瓦斯—注入气—水等流体的流动具有前后继承性,即后一个工程流体的渗流是在前一个工程流体渗流的终态基础上进行的。为此,提出了多过程渗流的新概念,据此建立了多过程耦合渗流力学方程,将前一个流体的渗流压力——距离终态作为后一个渗流过程的初始条件,代入后一个渗流方程进行耦合数值计算,得到了符合实际的多过程、多流体的耦合渗流数值解。计算表明:第一过程的抽采压降曲线终态为抛物线形态,可用幂函数描述,第二过程注气压力曲线初态呈现先下降后上升的波谷曲线形态,末态可用幂函数描述,第三过程的注水压力曲线为幂函数下降形态。
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关键词
瓦斯
煤层气
水力割缝
注气
多过程
渗流
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职称材料
多尺度煤粒与瓦斯多尺度动扩散系数模型特征参数关系研究
被引量：
6
2
作者
段正鹏
李志强
+2 位作者
陈向军
成墙
李国红
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期97-102,共6页
为研究煤基质尺度对瓦斯扩散运移能力的影响,在实验室内开展了0.18~0.25 mm,0.25~1 mm,1~3 mm,3~6 mm,6~10 mm等5种不同尺度煤粒在不同初始吸附平衡压力下的瓦斯扩散实验。基于多尺度动扩散系数新模型,研究了煤粒尺度与多尺度动扩散系...
为研究煤基质尺度对瓦斯扩散运移能力的影响,在实验室内开展了0.18~0.25 mm,0.25~1 mm,1~3 mm,3~6 mm,6~10 mm等5种不同尺度煤粒在不同初始吸附平衡压力下的瓦斯扩散实验。基于多尺度动扩散系数新模型,研究了煤粒尺度与多尺度动扩散系数模型特征参数的关系。研究结果表明:新模型对全扩散过程的描述精度要好于经典模型,经典模型最大相对误差达18.4%,而新模型仅为3.9%;相同条件下,初始扩散系数D0值随着粒径的增大呈递增趋势,最大增大了45.3倍;扩散衰减系数β值随着粒径的增大呈递减趋势,最大衰减了89.8%。实验揭示了多尺度煤粒内的瓦斯多尺度扩散特征,大尺度煤粒包含了更大的外在孔隙,导致煤粒尺度越大,初始扩散系数D0值越大,但因大尺度孔隙占比较大,导致孔隙尺度级差变化较小,因而有较小的衰减系数β值;小尺度煤粒因具有较小的外在孔隙,其D0值较小,但因微小孔隙占比较大,且微小孔隙尺度级差变化较大,因而有较大的衰减系数β值。不同煤粒尺度的扩散特征参数D0和β值的这种变化特征反映了当前低渗煤层瓦斯抽采过程中初期抽采量大但衰减迅速的现象,也为瓦斯(煤层气)增产及稳产提供了储层改造方向。
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关键词
多尺度
粒径
扩散模型
动态
扩散系数
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职称材料
题名
煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解
被引量：
5
1
作者
李志强
成墙
机构
河南
理
工
大学
煤矿灾害预防与抢险救灾教育部
工
程研究
中心
河南
理
工
大学
中原
经济区
煤层
(
页岩
气
)
河南省
协同
创新
中心
重庆
大学
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
出处
《煤炭工程》
北大核心
2018年第11期74-78,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(51004041)
河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN030)
+1 种基金
长江学者和创新团队发展计划资助(PCSIRT1235)
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放课题(2011DA105287-KF201313)
文摘
为提高低渗透煤层的瓦斯抽采能力,采取了多种工程强化抽采煤层瓦斯,措施包括:高压水射流割缝卸压增渗、强化预抽、注气增压驱气、注水增湿抑制瓦斯解吸。首先在煤层底板岩巷中利用穿层钻孔实施高压水射流割缝,以提高煤体的渗透性,之后进行预抽煤层高压瓦斯;达到抽采极限时间后,采用注空气增压的方法提高瓦斯的流动能力,以增加瓦斯的抽采能力;达到注气极限时间后,采用高压注水的方式湿润煤体,达到增加煤体水分,抑制残余瓦斯解吸的目的。试验结果表明:实施强化抽采措施后,煤层渗透性提高了100倍以上,瓦斯抽采率从措施前的16. 4%提高到了58. 6%。多个工程实施过程中,瓦斯—注入气—水等流体的流动具有前后继承性,即后一个工程流体的渗流是在前一个工程流体渗流的终态基础上进行的。为此,提出了多过程渗流的新概念,据此建立了多过程耦合渗流力学方程,将前一个流体的渗流压力——距离终态作为后一个渗流过程的初始条件,代入后一个渗流方程进行耦合数值计算,得到了符合实际的多过程、多流体的耦合渗流数值解。计算表明:第一过程的抽采压降曲线终态为抛物线形态,可用幂函数描述,第二过程注气压力曲线初态呈现先下降后上升的波谷曲线形态,末态可用幂函数描述,第三过程的注水压力曲线为幂函数下降形态。
关键词
瓦斯
煤层气
水力割缝
注气
多过程
渗流
Keywords
gas
coal mine methane （CMM）
hydraulic cutting
air injection
multi-processes
seepage
分类号
TD713.2 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
多尺度煤粒与瓦斯多尺度动扩散系数模型特征参数关系研究
被引量：
6
2
作者
段正鹏
李志强
陈向军
成墙
李国红
机构
贵州省矿山安全科学研究院
贵州省煤矿瓦斯防治
工
程技术研究
中心
河南
理
工
大学
中原
经济区
煤层
(
页岩
气
)
河南省
协同
创新
中心
河南
理
工
大学
煤矿灾害预防与抢险救灾教育部
工
程研究
中心
重庆
大学
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室
出处
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期97-102,共6页
基金
国家自然科学基金项目(51004041
51204065)
+2 种基金
煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室开放课题(2011DA105287-KF201313)
长江学者和创新团队发展计划(PCSIRT1235)
河南省高校科技创新团队支持计划(17IRTSTHN030)
文摘
为研究煤基质尺度对瓦斯扩散运移能力的影响,在实验室内开展了0.18~0.25 mm,0.25~1 mm,1~3 mm,3~6 mm,6~10 mm等5种不同尺度煤粒在不同初始吸附平衡压力下的瓦斯扩散实验。基于多尺度动扩散系数新模型,研究了煤粒尺度与多尺度动扩散系数模型特征参数的关系。研究结果表明:新模型对全扩散过程的描述精度要好于经典模型,经典模型最大相对误差达18.4%,而新模型仅为3.9%;相同条件下,初始扩散系数D0值随着粒径的增大呈递增趋势,最大增大了45.3倍;扩散衰减系数β值随着粒径的增大呈递减趋势,最大衰减了89.8%。实验揭示了多尺度煤粒内的瓦斯多尺度扩散特征,大尺度煤粒包含了更大的外在孔隙,导致煤粒尺度越大,初始扩散系数D0值越大,但因大尺度孔隙占比较大,导致孔隙尺度级差变化较小,因而有较小的衰减系数β值;小尺度煤粒因具有较小的外在孔隙,其D0值较小,但因微小孔隙占比较大,且微小孔隙尺度级差变化较大,因而有较大的衰减系数β值。不同煤粒尺度的扩散特征参数D0和β值的这种变化特征反映了当前低渗煤层瓦斯抽采过程中初期抽采量大但衰减迅速的现象,也为瓦斯(煤层气)增产及稳产提供了储层改造方向。
关键词
多尺度
粒径
扩散模型
动态
扩散系数
Keywords
muhi-scale
particle size
diffusion model
dynamic
diffusion coefficient
分类号
X936 [环境科学与工程—安全科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤层瓦斯强化抽采工程试验与多过程耦合渗流数值解
李志强
成墙
《煤炭工程》
北大核心
2018
5
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职称材料
2
多尺度煤粒与瓦斯多尺度动扩散系数模型特征参数关系研究
段正鹏
李志强
陈向军
成墙
李国红
《中国安全生产科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2018
6
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职称材料
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