崔 巍 王 瑾 王 靜 宋姣姣 張圓圓

（西安科技大學高新學院，陜西 西安 710109）

0 引言

預抽煤層瓦斯的關(guān)鍵技術(shù)，主要就在于合理的鉆孔間距，如果在此過程中，鉆孔間距過大的話，就會嚴重的影響到抽采的盲區(qū)，從而達不到治理的效果。反之，如果鉆孔間距過小，不僅僅只是浪費了人力，物力方面也會造成浪費。因此，在實際的過程中，氣體開采半徑,主要通過流法、壓力法和其他現(xiàn)場測量，基于此，本文摘要全面考慮孔隙壓力與有效應力、基體收縮效應對孔隙度和滲透率的影響，建立了含煤巖氣體耦合動力學模型，同時建立了徑向氣體流動模型，并建立了氣體流動分析板、多孔性的規(guī)律，得出了單井筒有效抽采半徑，以從井筒布置中抽采。因此，固氣耦合是指巖體工程中流體氣、液固巖體、煤體等之間的相互作用。通常，由于流體的流動和巖體的變形破壞，會發(fā)生耦合。因此，我們主要研究巖體滲透性的演化和力學行為的影響。但根據(jù)目前我們對固氣耦合相似材料及規(guī)律方面的研究發(fā)現(xiàn)，對固氣耦合相似模擬材料的研發(fā),大部分的理論研究還處于剛開啟的階段，因此，我們將先基于固液耦合相似理論，推導出“氣體”耦合相似判據(jù)，并利用相似材料的力學性能進行試件的測試，同時開發(fā)了固氣耦合相似材料仿真和相似材料的實體仿真，同時比較了試件的滲流速度，也考慮了在多孔介質(zhì)內(nèi)部應力場和滲流場耦合效應。

1 模擬結(jié)果的相關(guān)分析

根據(jù)《中國排水采氣達標暫行規(guī)定》，脫氣量≤4m /t，達標。因此，失磁氣體的含量為4m2/t(殘余氣體含量為5.58m2/4)，是測試鉆孔有效提取半徑的指標。

從圖中可以看出,氣體含量的變化與提取時間、氣體含量在同一點通常隨時間的增加,和有效半徑增加氣體流場的影響范圍增加。與鉆孔的距離越小，氣體含量降低的梯度越大。然而，隨著時間的延長，在相同的時間差內(nèi)，兩種殘余氣體含量之間的差將越來越小。通過對結(jié)果的分析表明，如果我們從10個月開始開采，那么有效的鉆孔開采半徑為1.68 m，但為了保證正常生產(chǎn)，為了成功，我們可以根據(jù)有效半徑1.5 m，在工作面進行鉆孔開采，同時也采用雙排錯排的方式進行鉆孔布置，鉆長180 m，孔封12 m，底部孔距為煤層16 m，在底部鉆20厘米,鉆從1.5米,鉆孔半徑115毫米。通過這種方式,分析了雙排鉆孔布置數(shù)值來確定提取的效果。

2 順層鉆孔效果及固氣耦合相似材料試件參數(shù)測試

假設pre-pumping時間最長的485 d和365 d在最短的。n，從穩(wěn)定工作面提取后，鉆孔的所有流量和濃度都會隨時間變化，約為 10%，同時氣體濃度和純流量約為2.3 m/min，至2015年11月，累計煙氣采亮1.4293 Mm，按照實測解吸量平均為3.735 m/t的暫行規(guī)則，最大值為3.81 m/t，排水效果小于4.0 m/t。因此,它是非常合理的安排根據(jù)鉆井有效提取半徑為 1.5米。其次,它的測量和分析是脆性參數(shù)E / A的標本。通過試驗，采用YYW手動無側(cè)限壓力儀對同類材料試件的抗壓強度進行了測試。從實驗,獲得完整的應力-應變曲線的斜率彈性部分標本的類似材料的彈性模量。結(jié)果表明,材料與E / < 3屬于脆性破壞的材料。測試基本保持在商業(yè)周期見頂前的彈性模量和甲流模量模量降低的標本,并分析蝕脆性特征參數(shù)值 E/λ。所以這種材料像巖石一樣易碎。

3 對固氣耦合相似材料的研發(fā)

（1）在試樣制作中，類似的以石蠟作為膠結(jié)劑的材料應易于壓實。型號材料在室溫下不易揮發(fā)，性質(zhì)穩(wěn)定，可重復使用。因為為了確保充填骨料顆粒之間的差距的影響。因此,我們必須選擇石油作為另一個粘合劑減少試樣的抗壓強度,通過調(diào)整油的內(nèi)容,以便它可以模擬巖石的條件。同時,石油也在室溫下?lián)]發(fā),具有輔助作用在控制材料的滲透率標本。然后,在整個實驗中,石蠟融化的溫度必須保持常數(shù)在50°c,以避免損失的石蠟由于過度的溫度。切忌必須等到石蠟完全融化,能夠把總倒進攪拌均勻,然后倒入指定的數(shù)量的液壓油,繼續(xù)攪拌。然后，將攪拌均勻的材料倒入模具中。為了保證試件壓實強度的一致性，我們需要對不同落錘次數(shù)和落錘高度的試件的滲透性進行測試，從而進一步確定夯實過程的參數(shù)。然后，在標本冷卻后，將其取出，并對每組標本按不同的比例編號，以供實驗使用。（2）原材料的選取及試件制作。對于模擬巖石的固氣耦合模擬相似材料而言,我們必須所需的材料應該嚴格滲透率較低,可以人為的控制。只有用這種方法可以模擬巖石具有不同滲透率的目的。同時，選擇類似材料的膠結(jié)劑，有利于試樣的生產(chǎn)，室溫下不揮發(fā)，有效填充骨料顆粒間的孔隙。為了減少之間的差距總粒子,石蠟油易熔程度較低和高質(zhì)量的被選為鞏固代理商和河沙作為骨料。

4 結(jié)束語

總而言之，通過耦合應力場的煤層氣體流場的孔隙度和滲透率煤層,煤含有天然氣的氣固耦合動力學模型建立。然后,根據(jù)數(shù)值分析,我們確定了有效提取井眼半徑和天然氣開采。通過具體分析，說明了鉆孔的有效性，說明數(shù)值模擬對現(xiàn)場實際工作具有現(xiàn)實指導意義。