基于多物理场耦合的井下注气驱替煤层甲烷的数值模拟

摘要：

建立了煤层气体流动的渗流、扩散、多元气体吸附解吸等多物理场耦合数学模型,基于COMSOL Muhiphysics有限元模拟软件,模拟了煤层注入N2和CO2时,钻孔气体排放流量和抽放流量的变化规律.结果表明,注气压力为0.5 MPa、注气孔和抽排孔间距为1.5 m的模拟条件下,钻孔自然排放纯CH4量在40 h内由0.098 9衰减到0.002 6 m3/min,注N2后钻孔纯CH4流量增加到0.076 7 m3/min,注CO2后此流量增加到0.097 6 m3/min;单一抽放条件下,钻孔纯CH4流量在40 h内由0.125 0衰减到0.012 2 m3/min,配合注N2措施后,钻孔纯CH4流量增加到0.110 3 m3/min,注CO2后,此流量增加到0.123 2 m3/min.显然注CO2促抽排瓦斯效果优于注N2.

关键词：多物理场耦合、井下煤层注气、驱替煤层甲烷

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分类号：TD712.6(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家重点基础研究发展计划973项目2006CB202204;国家自然科学基金资助项目50974056

在线出版日期：2010-12-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：109-114