液氮溶浸时间对烟煤渗流特性的影响及传热过程模拟

摘要：

低透气性一直限制着我国煤层气的高效抽采,近年来,液氮致裂技术因其绿色环保、增透效果显著等优势成为研究热点.低温液氮在冷冲击致裂煤层的同时,热量也在发生迁移,液氮对煤层的致裂效果是随时间逐渐发生衰减的.为了保证液氮致裂全程的高效性、节约工艺时间,有必要对液氮致裂过程进行细化研究,精确评价其时间效益.为此,选择安徽省淮北煤矿中阶烟煤分别进行了1,5,10,30 min的液氮溶浸处理实验,并对传热过程进行数值模拟.结果表明:1)液氮溶浸处理可显著提升煤体的渗透率,处理后的煤样较初始状态渗透率增幅可达208.82％～432.50％.2)液氮溶浸处理后,拟合参数"a"值明显增大,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性增大;随着围压的上升,拟合参数"a"值呈减小趋势,即煤体渗透率对孔隙压力的敏感性逐渐减小.3)实验结果表明随着溶浸时间的增长,液氮的致裂增透效果是在逐渐衰减的;根据数值模拟结果,将液氮溶浸致裂煤体分为3个阶段:0～158 s为高效致裂阶段,158～450 s为正常致裂阶段,450 s后为低效致裂阶段.

关键词：液氮致裂;时间效益;渗透率;热应力;数值模拟

所属期刊栏目：38

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;中国科协青年人才托举工程项目

在线出版日期：2021-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1231-1239