煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬研究.pdf

1、煤層注水后的濕潤(rùn)范圍、濕潤(rùn)程度及濕潤(rùn)的分布狀態(tài)是衡量注水效果的關(guān)鍵指標(biāo)，是調(diào)整注水參數(shù)的重要依據(jù)。預(yù)測(cè)煤層注水在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，濕潤(rùn)半徑的分布狀態(tài)，將是本文研究的重點(diǎn)。 本文在對(duì)數(shù)值模擬軟件選擇方面，分別用FLUENT軟件和FLAC<'3D>軟件進(jìn)行了煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬，驗(yàn)證了二者的可行性。同時(shí)，針對(duì)FLAC<'3D>在數(shù)值模擬上的優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)進(jìn)行了FLAC<'3D>數(shù)值模擬。在數(shù)值模擬當(dāng)中，針對(duì)具體的煤層進(jìn)行了煤的密度、孔

2、隙率、滲透系數(shù)、自然含水率等參數(shù)的設(shè)定，同時(shí)對(duì)煤層注水的注水孔徑，注水壓力的設(shè)定。在模擬的結(jié)果中，可以很好地預(yù)測(cè)濕潤(rùn)半徑與煤層的物理狀態(tài)、注水時(shí)間、注水孔徑、注水壓力的大小關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了預(yù)測(cè)煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬。在FLAC<'3D>軟件的后處理方面，通過自身的FISH語言進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了FLAC<'3D>模擬注水濕潤(rùn)半徑的飽和度在Tecplot軟件中的后處理的問題，能夠更加形象地顯示出注水濕潤(rùn)半徑隨著注水時(shí)間的變化情況。得出了F

3、LAC<'3D>在煤層注水濕潤(rùn)半徑的數(shù)值模擬中，參數(shù)識(shí)別收斂快，穩(wěn)定性好，需要的現(xiàn)場(chǎng)注水試驗(yàn)次數(shù)少，對(duì)注水方案的優(yōu)化，注水效果好壞預(yù)測(cè)的結(jié)論。 同時(shí)，針對(duì)數(shù)值模擬中，影響煤層注水濕潤(rùn)半徑的相關(guān)因素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。通過對(duì)淮南潘一礦三個(gè)工作面的煤樣分別進(jìn)行了煤的f系數(shù)的測(cè)定，煤的自然含水率的測(cè)定，七種表面活性劑在不同質(zhì)量濃度時(shí)表面張力大小的測(cè)定，以及通過搭建親水性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，研究煤體在不同表面活性劑中的親水性人小。這為在煤層注水濕潤(rùn)半