应力载荷作用下煤层瓦斯扩散渗流各向异性特征研究

发布时间：2020-12-24 15:21

　　为更加高效的抽采瓦斯,减少钻孔区域内的空白带,降低突出危险性,考虑煤层中孔裂隙导致的煤层结构各向异性,研究了应力载荷作用下煤层瓦斯的渗流扩散各向异性特征。为研究应力载荷下煤层中瓦斯渗流的各向异性特征,开展了以下研究。理论方面:A.导出了各向异性渗透率的莫尔圆表示方法;B.联立Kozeny-Carman方程和平板流动方程得出各向异性渗透率主值与应变之间的关系;C.定义了方向压缩系数和方向敏感系数,得出各向异性渗透率与应力之间的关系,进而得到应力作用下的气体各向异性渗流方程。实验方面:分别钻取0°、45°、90°方向煤样,开展了应力载荷作用下各向异性渗流实验。研究结果表明:（1）按压力梯度方向渗透率的定义,当气压0.5MPa<p<2.0MPa时,渗透率各向异性比5.62<η<9.89;当气压2.5MPa<p<3.0MPa时,渗透率各向异性比2.84<η<3.23。（2）按流动方向渗透率的定义,当气压0.5MPa<p<2.OMPa时,渗透率各向异性比8.67<η<15.7;当气压2.5MPa<p<3.OMPa... 

【文章来源】：河南理工大学河南省

【文章页数】：146 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

试验煤样Fig.3-1Coalsamplesforexperiments

图 3-4 煤岩三轴蠕变-渗流吸附解吸试验系统Fig.3-4 Tri-axial creep-seepage-adsorption and desorption experimental device真空表V4 真空容器调压阀1压力表1V3V5V10V12V13V14 F9调压阀2压力表2V1V17V15V16图 3-5 实验设备原理图Fig.3-5 Schematic diagram of device

2G =96.4， θ =15.7°。可以看出不同方向的G并不相同。任意方向的弹性模量E，泊松比v，拉梅常数，如图3-8所示。（a）弹性模量 （b）泊松比Modulus Poisson’s ratio（c）拉梅常数λ （d）拉梅常数GLame Constant λ Lame Constant G图3-8 煤岩任意方向的力学参数Fig. Mechanical parameters of coal in any direction

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]低阶煤的微观结构特征及其对瓦斯吸附解吸的控制机理研究[D]. 李子文.中国矿业大学 2015



本文编号：2935884