煤层渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响

• 作者: 兰天伟 李胜 杨振华 罗明坤 范超军 陶梅
• 来源期刊: 中国安全科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 瓦斯抽采 煤层渗透率 各向异性 流固耦合模型 有效半径 钻孔方向
• 年，卷（期）: 2017,（11）
• 所属期刊栏目: 安全工程技术科学
• 页码范围: 132-137
• 页数: 6页
• 分类号: X936
• 语种: 中文
• DOI: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.11.023

摘要

为揭示渗透率各向异性对钻孔瓦斯抽采的影响,假设煤层是一种孔隙-裂隙结构的弹性连续介质,构建各向异性渗透率方程;基于多物理场耦合理论,建立考虑气-水两相流的煤层流固耦合模型,结合试验测得的煤层不同方向上的渗透率,模拟确定煤层瓦斯抽采的合理钻孔间距和钻孔布置方向.结果表明:由于渗透率各向异性,在钻孔附近形成椭圆形的压降区域,该区域向煤层边界扩展,逐渐变为鼓形;在模拟工况下,抽采120天内达标的合理钻孔间距应为2.346～2.598 m;钻孔与最大渗透率方向的夹角越大,瓦斯抽采量越大,钻孔布置方向与煤层最大渗透率方向应保持较大夹角.