基于X形真实裂隙通道的煤层瓦斯渗流模拟

• 作者: 苏政睿 韦善阳
• 来源期刊: 煤田地质与勘探
• 学科: 工学
• 关键词: X形裂隙 瓦斯渗流 数值模拟 数字图像识别 裂隙通道
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 矿井地质
• 页码范围: 109-115
• 页数: 7页
• 分类号: TD163
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2020.06.015

摘要

使用常规X射线或CT扫描进行图像处理,研究裂隙结构时,主裂隙不易提取,其特征不明显,不能直接反映主裂隙构造与流体速度关系.运用高清相机拍摄井下煤壁X形真实裂隙进行数字化处理,并运用AutoCAD软件提取裂隙特征,将图片矢量化导入Comsol Mutiphysics仿真模拟软件进行计算,模拟得到瓦斯分布压力场和渗流速度场云图.结果表明:含X形裂隙煤样中,瓦斯自入口开始,渗流压力从左至右递减,裂隙通道内瓦斯压力均匀分布,是一段压力缓冲区;非裂隙区渗流速度场分布不均匀,X形裂隙支流处较汇流处瓦斯渗流更为活跃,瓦斯的流向和裂隙走向的夹角对渗流速度有明显的影响,瓦斯自下边界流入时的最大渗流速度是自左边界流入的29.5倍;裂隙通道内的渗流速度与裂隙的尺度成单调递减对数函数关系,裂缝尺度越大,达西渗流速度越低,当裂隙尺度为0.68～1.23 mm时对渗流速度影响最明显.研究成果可直观地了解煤裂隙内瓦斯渗流特征.