基于X形真实裂隙通道的煤层瓦斯渗流模拟 论文

使用常规X射线或CT扫描进行图像处理，研究裂隙结构时，主裂隙不易提取，其特征不明显，不能直接反映主裂隙构造与流体速度关系。运用高清相机拍摄井下煤壁X形真实裂隙进行数字化处理，并运用AutoCAD软件提取裂隙特征，将图片矢量化导入Comsol Mutiphysics仿真模拟软件进行计算，模拟得到瓦斯分布压力场和渗流速度场云图。结果表明：含X形裂隙煤样中，瓦斯自入口开始，渗流压力从左至右递减，裂隙通道内瓦斯压力均匀分布，是一段压力缓冲区；非裂隙区渗流速度场分布不均匀，X形裂隙支流处较汇流处瓦斯渗流更为活跃，瓦斯的流向和裂隙走向的夹角对渗流速度有明显的影响，瓦斯自下边界流入时的最大渗流速度是自左边界流入的29.5倍；裂隙通道内的渗流速度与裂隙的尺度成单调递减对数函数关系，裂缝尺度越大，达西渗流速度越低，当裂隙尺度为0.68~1.23 mm时对渗流速度影响最明显。研究成果可直观地了解煤裂隙内瓦斯渗流特征。