煤层等温吸附渗透率演化数值研究
Numerical Study on Permeability Revolution of Coal Seams Under Isothermal Adsorption Condition
-
摘要: 通过建立双孔隙度煤层变形控制方程，确定了基于煤层吸附理论的Biot孔隙压力系数。分别建立了存在吸附作用的条件下，煤层基质和裂隙渗透率的数值模型。研究发现，通过增加基质孔隙压力，基质将发生与孔隙压力相关的体积应变，基质体积模量将会减小；基质增大的体积占据了部分孔隙，导致煤层基质渗透率减小；随着吸附的进行，经过一定时间，煤层裂隙渗透率会出现陡降。Abstract: The control equation of deformation in dual porosity coal seam is established and Biot pore pressure coefficient based on the theory of adsorption in coal seams is identified. The numerical models of coal matrix and fracture permeability were established respectively under the condition of adsorption. By increasing pore pressure of the matrix, matrix volumetric strain will occur and matrix volume bulk modulus will decrease. The increased volume of matrix occupies part room of pore, which results in the decrease of the coal seam permeability. With the adsorption of matrix, after a certain time, coal bed fracture permeability appears steep fall.
-
Keywords:
- permeability /
- coal matrix /
- pore pressure /
- adsorption strain /
- volumetric strain /
- Biot coefficient
-
-
[1] 钱凯,施振生,林世国,等.中国煤层气的产业化进程与发展建议[J].天然气地球科学,2009,20(6):831. [2] 郭红强,冯增朝,刘志祥,等.煤体应变对渗透率的影响分析[J].煤矿安全,2013，44(4):16-19. [3] 杨永杰,楚俊,郇冬至,等.煤岩固液耦合应变-渗透率试验[J].煤炭学报,2008,33（7）: 760-764. [4] Mao Bai, Derek Elsworth. Coupled processes in subsurface deformation flow and transport [M]. ASCE,2000:30-36. [5] Y. Wu, J. Liu.A dual poroelastic model for CO2 Enhanced coalbed methane recovery [J]. Inter -national Journal of Coal Geology,2011(4):20-27. [6] Mao Bai. Poromechanical response of fractured porous rock masses[J].Journal of Petroleum Science and Engineering,1995(13):155-168. [7] H. Zhang, J. Liu.How sorption- induced matrix deformation affects gas flow in coal seams-A new FE model[J].Int. J.Rock Mech. & Min. Sci,2008，45:1226-1236. [8] I.Palmer,J. Mansoori.How permeability depends on stress and pore pressure in coal beds:a new model[J].SPE Reserv.Eng,1998(6):539-544. [9] Jishan Liu,Zhong wei Chen,D.Elsworth.Linking gas-sorption induced changes in coal permeability to directional strains through a modulus reduction ratio[J].International Journal of Coal Geology,2010，83:21-30. [10] Zimmerman, R. W., W. H. Somerton, M. S. King. Compressibility of porous rocks[J].Journal of Geophysical Research,2006,91:12765-12777. -
期刊类型引用(18)
1. 田水承，高晓颖，冯帅，陈磊. 矿工疲劳状态分析及评定研究. 安全与环境学报. 2024(07): 2721-2730 . 
百度学术
2. 雷霆，王彬. 智能化“一通三防”与安全监控系统的工程应用. 内蒙古煤炭经济. 2024(17): 95-97 . 百度学术
3. 郭爱伟，杨真，杜科科，张新祯. 基于FP-Growth算法的煤矿安全信息管理系统设计及应用. 中国矿业. 2023(03): 67-73 . 百度学术
4. 钟建栋，莫俊文. 高海拔地区铁路工程作业疲劳影响因子及作用关系. 兰州交通大学学报. 2023(02): 16-22+85 . 百度学术
5. 莫俊文，钟建栋. 高海拔地区铁路工程施工人员作业疲劳研究. 高原科学研究. 2023(01): 109-121 . 百度学术
6. 陶克雪，陈建武，蒋引，张若曦，吴祥. 作业人员疲劳测量量表应用研究分析. 中国安全生产科学技术. 2023(07): 186-191 . 百度学术
7. 白黔翔. 煤矿“一通三防”智能化技术改进分析. 内蒙古煤炭经济. 2023(24): 55-57 . 百度学术
8. 王雷，张硕，徐泽鹏. 智能化建设对井下煤矿工人劳动强度的影响研究. 煤炭经济研究. 2023(11): 72-79 . 百度学术
9. 莫俊文，钟建栋. 高海拔铁路工程不同工种施工人员的作业疲劳评估. 土木工程与管理学报. 2022(04): 10-15+31 . 百度学术
10. 高庆顺. 油田井下作业生产安全管理与事故预防. 化学工程与装备. 2022(10): 122-123 . 百度学术
11. 徐磊，周昊程，卢逢婷. 煤矿井下柔性直流输电系统短路故障识别研究. 能源与环保. 2022(12): 220-224 . 百度学术
12. 王素云，凌标灿，夏润，符飞. 基于灰色关联度对掘进面工作环境的层次综合评价. 山西煤炭. 2021(01): 117-122 . 百度学术
13. 王国荣. 井下作业施工过程中的安全隐患排查治理措施. 矿业装备. 2021(03): 126-127 . 百度学术
14. 陈清. 煤矿联网数据分析模型设计与实现. 煤矿安全. 2021(08): 162-166 . 本站查看
15. 闫振国，王延平，黄玉鑫. 煤矿监察监管岗位“六位一体”安全生产管理机制研究. 技术与创新管理. 2021(05): 595-600 . 百度学术
16. 曹亦俊，刘敏，邢耀文，李国胜，罗佳倩，桂夏辉. 煤矿井下选煤技术现状和展望. 采矿与安全工程学报. 2020(01): 192-201 . 百度学术
17. 朱代先，孙小婷，郭明香，张威虎，郭苹. 矿山井下超宽带无线定位算法研究. 西安科技大学学报. 2020(02): 356-362 . 百度学术
18. 王新平，畅涛涛，孙林辉. 体脑疲劳交互影响下煤矿工人作业改善研究. 工业工程. 2020(04): 148-153+182 . 百度学术
其他类型引用(10)
计量
- 文章访问数: 360
- HTML全文浏览量: 0
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 28
下载:
