不同产状裂隙煤样三轴承压下非Darcy渗流特性

• 作者: 庞明坤 张天军 彭文清 潘红宇 陈佳伟
• 来源期刊: 煤炭学报
• 学科: 工学
• 关键词: 贯穿裂隙 产状 非Darcy流 三轴承压 渗流特性 瓦斯抽采
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 页码范围: 246-253
• 页数: 8页
• 分类号: TQ531
• 字数: 5975字
• 语种: 中文

摘要

裂隙产状是影响瓦斯抽采钻孔孔周煤体渗流状态的重要因素之一.为探究裂隙的不同产状对煤体渗流特性的影响,分别制作了含有1,2,3条裂隙共5种产状的煤样;利用自主设计的三轴渗流试验系统,采用稳态渗透法对煤样进行渗流试验研究,得到了三轴应力下裂隙煤体的渗流雷诺数、渗透率和Forchheimer数变化趋势,并分析了裂隙煤体非Darcy渗流的演化规律.结果 表明:①渗流试验过程中,42％的渗流雷诺数分布在10～100,且渗流趋势符合非线性渗流特点;说明随着裂隙面面积的增大,流动过程中黏滞阻力和惯性力对流速的影响越来越大,其发生非Darcy渗流的可能性就越高;②通过分析裂隙煤体受力状况,得到裂隙煤样渗透率后随着有效应力σ的增加呈下降趋势,且符合k=aσ--b关系;说明随着应力水平的增加,煤样内部部分裂隙发生闭合、渗流通道数目和宽度的减少,最终导致渗透率急剧降低;③通过计算各个阶段的Forchheimer数Fo,得到Fo与渗流速度v符合二次曲线规律增长,且随着Fo的增加非Darcy渗流效应也越来越显著,说明裂隙煤样渗透性的增强是导致发生高速非Darcy渗流的根本原因.结合以上结论,可在煤层瓦斯预抽工作中,依据钻孔孔周煤体瓦斯流动规律准确确定抽采钻孔影响范围,从而为钻孔布孔方式的设计提供重要的理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张天军	西安科技大学理学院	89	756	14.0	23.0
2	潘红宇	西安科技大学安全科学与工程学院	29	255	7.0	15.0
3	庞明坤	西安科技大学理学院	7	4	1.0	1.0
4	彭文清	西安科技大学理学院	6	4	1.0	1.0
5	陈佳伟	西安科技大学理学院	4	11	2.0	3.0