基于LBM方法的裂隙煤岩应力-应变过程中渗流特性研究

摘要：

为了研究受载裂隙煤岩的渗流特性,利用工业CT扫描和图像处理技术,重建可用于LBM数值模拟的三维裂隙场,开展受载煤岩在不同加载阶段的CT扫描与渗流实验.试验测试和数值模拟研究的结果表明:LBM模拟结果的平均误差为18.72％,与渗流实验结果具有良好的一致性,表明LBM模拟方法具有较好的准确性和有效性;LBM模拟结果的准确性与煤岩内部裂隙发育程度有关,裂隙愈发育、连通性愈好,LBM模拟结果愈准确;裂隙煤岩的渗透性与其内部裂隙场的压缩和扩展密切相关;煤岩渗透性在压密阶段和弹性变形阶段不断降低,在弹性变形后期和屈服变形阶段增大,峰值强度后的卸压破坏阶段达到最大.研究结果验证了LBM数值模拟在描述裂隙煤岩渗透性的可行性,为今后受载裂隙煤体内部瓦斯流动机制、流动规律和煤层瓦斯抽采过程的可视化研究提供了可靠途径.

关键词：采矿工程、裂隙煤岩、工业CT扫描、LBM方法、渗流特性、数值模拟

所属期刊栏目：39

分类号：TD32(矿山压力与支护)

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2020-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：695-704