启动压力梯度下的低渗透煤层瓦斯渗流耦合模型及其应用研究

本文主要探讨了在低渗透煤层瓦斯开采过程中，启动压力梯度对瓦斯渗流耦合机制的重要影响。低透气性煤层中的瓦斯渗流通常表现出非达西流特性，这意味着传统的达西渗流理论可能无法准确描述其流动规律。为了深入理解这种非线性和复杂的行为，研究人员陈亮和施永威针对低透气性煤层的特点，考虑了启动压力梯度的作用，研究了游离瓦斯的渗流行为、吸附瓦斯的扩散流动以及煤岩变形等相关过程。 他们构建了一个包含启动压力梯度的渗流耦合模型，这个模型能够更好地捕捉到非Darcy渗流的动态特性。通过数值模拟的方式，将这一模型应用于实际的本煤层预抽钻孔开采场景中。研究表明，考虑到启动压力梯度的模拟结果能够更精确地反映低渗透煤层中瓦斯的运移规律，这对于优化钻孔布局和提高抽采效率至关重要。 在他们的研究中，通过对工作面预抽钻孔进行数值模拟，结果显示考虑启动压力梯度后的抽采量达到1.09立方米每吨，这显示出显著的抽采效果。这表明，对于低渗透煤层的瓦斯抽采，采用这种考虑启动压力梯度的耦合模型具有重要的实践价值，可以提升开采的科学性和有效性。 此外，文章还提到了该研究的一些关键术语，如“低渗透煤层”、“瓦斯抽采”、“启动压力梯度”、“渗流耦合模型”、“钻孔抽采”以及“数值模拟”，这些都是理解和实施这项工作的核心概念。最后，文章引用了中图分类号、文献标志码和文章编号，以及基金项目信息，这些都体现了研究的学术背景和资金支持。 这篇文章是一项关于低渗透煤层瓦斯抽采技术的创新性研究，它不仅深化了我们对非达西渗流的理解，而且提供了实用的工具来指导实际的矿井操作，对于保障煤矿安全和提高能源利用效率具有重要意义。