Klinkenberg效应对单孔瓦斯抽采的耦合影响研究

该研究论文《基于气固耦合的Klinkenberg效应对单孔瓦斯抽采的影响研究》主要探讨了Klinkenberg效应在单孔瓦斯抽采过程中的关键作用。Klinkenberg效应是一种在实际流体动力学中观察到的现象，当流体通过微孔或裂缝流动时，其渗透率会随着压力的下降而增大，这在低渗透性介质如煤层中尤为显著。研究者通过建立气固耦合模型，将应力场与瓦斯运移场紧密结合，得到了考虑和未考虑Klinkenberg效应的两种全耦合模型。 对比分析结果显示，Klinkenberg效应对于瓦斯压力、渗透率和孔隙率的变化具有显著影响。首先，考虑到Klinkenberg效应，由于渗透率的增加，有利于瓦斯的抽取，且这种效应随着时间的推移会更加明显。这意味着在长期的抽采过程中，考虑Klinkenberg效应对于提高抽采效率更为关键。其次，对于煤化程度较高的煤，在抽采时间超过4个月时，Klinkenberg效应的影响不容忽视，因为这种煤的低渗透特性会在抽采过程中变得更加明显。 此外，研究发现渗流场和应力场之间存在强烈的耦合作用，这意味着在抽采过程中，孔隙率、渗透率和煤层瓦斯压力的变化是相互关联的，而不是孤立的。这意味着抽采操作不仅影响局部区域，而且可能会影响到整个煤层的结构动态变化。 总结来说，这篇论文为理解和优化单孔瓦斯抽采策略提供了有价值的信息，特别是在处理低渗透性煤层时，Klinkenberg效应的考虑对于提高抽采效率和预测煤层动态响应至关重要。这对于矿产开采行业的实践者和研究人员来说，是一项重要的研究成果，有助于改进瓦斯管理技术和提升安全生产水平。