气—水两相流耦合模型及瓦斯抽采模拟研究-论文

针对目前进行瓦斯抽采模拟时大多忽略煤层含水的问题，建立了考虑气—水两相流的瓦斯抽采流固耦合模型。在瓦斯单相作用的基础上，考虑煤层水渗流及孔隙水压力所产生的影响，推导出相应的应力场方程和渗流场方程，并建立渗透率动态演化模型作为耦合模型，据此分析瓦斯—水运移规律。研究结果表明：考虑气—水两相流，产气速率具有峰值点；若不考虑水的影响，则将高估瓦斯抽采量；距钻孔越远，水对瓦斯运移的抑制作用越明显，且抑制作用大于因煤体自身有效应力减小、渗透率增大所带来的促进作用；煤层初始渗透率对瓦斯抽采具有决定性作用；煤层温度越高，瓦斯压力越不易降低，由温度增高引起的瓦斯解吸效应大于煤层自身的吸附应变效应。