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考虑基质多尺度扩散的双孔隙介质模型

Dual Porosity Medium Model Considering Multi-scale Diffusion of Matrix

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基于煤层瓦斯运移的多尺度扩散效应,根据变直径毛细管物理模型,通过压汞实验、低温液氮和二氧化碳吸附实验对贵州某矿7#煤层煤样的孔径分布进行测定,通过Knudsen方程得出不同扩散方式的临界直径,从而得出不同扩散方式所占比例,提出考虑多种扩散方式的有效扩散系数.建立了考虑多尺度扩散、Klinkenberg效应、基质收缩和有效应力的双孔隙介质耦合模型,利用多物理场耦合软件对煤层瓦斯钻孔抽采情况进行了数值模拟研究,分析了新模型条件下钻孔抽采煤基质和煤裂隙中的瓦斯压力分布以及瓦斯扩散速度和瓦斯渗流速度的差异,得出煤层瓦斯钻孔抽采情况下的运移规律.通过在井下打穿层钻孔进行瓦斯抽采,测量每天的瓦斯流速和流量,将现场测得的瓦斯流速和流量与数值模拟结果做对比,得出所建立的双孔隙介质模型符合工程实际的要求,为深煤层开采瓦斯防治提供参考.

阴昊阳、许石青、郑连军

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贵州大学 矿业学院,贵州 贵阳550025

贵州天骞质量技术检测中心有限公司,贵州 贵阳550000

多尺度机理 瓦斯扩散 双孔隙介质模型 数值模拟

贵州省科技支撑计划项目国家自然科学基金

黔科合支撑[2019]2887号51864009

2021

10.13582/j.cnki.1674-5876.2021.01.010

矿业工程研究
湖南科技大学

矿业工程研究

影响因子：0.409
ISSN：1674-5876
年,卷(期)：2021.36(1)
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