3煤层瓦斯流动理论

料煤炭学报 2 卷 ( 二煤层瓦斯涌出量的针算 1 掘进巷道 . : 以单巷掘进为 : 门曰曰曰厂厂「厂厂曰厂门口「曰曰曰口二七 r l 一匕 r 「吧 e 竺 w 阴l l 杯 l l i }—门r 尸- 六- r- 卜卜卜 l , 巨, l 厂「「厂厂厂尸日「厂「口口巨口口口 l ~ , . - ‘ 卜舀‘‘ ‘ 石‘二‘ . 下二二二一 . , ~ - 一 l 一 l ! l 一 l 一 l 1 例 , 每 Q 日巷道瓦斯涌出量 Q R 为落 ~ - . 竺 ~ l 一一 M l 2 口门口口口「门口口「厂下口厂日「习曰曰一曰尸曰曰曰「尸—尸曰叮叮日门日尸「日门「日口门门口口门日曰「一口门曰「日口曰曰一日口日二〔二一下【二二巨二「兰了厂厂廿于一十斤曰目团「 - 广口口口口门门口旦口] 口口一下口口口 , ; 丁 0 、 + Md ‘ QK 式中『 l . . J 【 , ~ 门「- 吧, 尸 . 卜卜 . . 白少. 司护. . 叫吧 ,~ , . 吮二全 , QK 1 . 工作面 2 . 掘进巷道 (北票三宝台吉 b 心—巷道长度米—工作面瓦斯涌出量—Q 一 M ( , 煤层厚度 , 米 ; ; , 二 bV 二。

一俨 1 , 图 11 瓦斯涌出量与风量的关系米/ “ 日; , Qr : 。

, —巷道掘进速度—日; 巷道掘进竟度米 , ; 米/ 气一一牛今 r , —剩余含量 ( 下的含量 : 煤层原始瓦斯含量和 1 。

大气压将 ( 1 1 式代入得掘进巷道瓦斯来源。

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(24 从式中可以看出巷道瓦斯涌出量与掘进速度成正比 , 巷道中瓦斯。

浓度与巷道长度呈抛物袋关系若煤层厚度略大于巷道的高度图13 , 由于巷道的卸压作用 , 。

, 仍可按全部开切煤层爵算工作面前方瓦斯压力分布 , 但在特厚煤层在径向流动中应按径向流动爵算。

中孔径的大小对瓦斯涌出量影响很小所以在厚煤层中巷道瓦斯涌出量井不决定于巷道 , 尺寸和煤壁暴露面积 2 . , 而决定于甜参数回采工作面 : 回采工作面瓦斯涌出与掘进头前方煤体瓦斯涌出情况相同。

煤层⽡斯赋存及流动规律煤层⽡斯赋存及流动规律摘要:煤矿井下的⽡斯主要来⾃煤层和煤系地层，还与煤的成因息息相关。

⽡斯在煤层中的赋存状态⼀般有两种，即吸附状态和游离状态。

⽽煤层⽡斯含量实际上是指吸附⽡斯量和游离⽡斯量之和，其值的⼤⼩往往是评价煤层⽡斯储量和是否具有抽放价值的重要指标。

煤层⽡斯含量的多少主要取决于保存⽡斯的条件，⽽不是⽣成⽡斯量的多少，也就是说，不仅取决于煤质质量，⽽更重要的是取决于储存⽡斯的地质条件。

根据⽬前的研究成果认为，影响煤层⽡斯含量的主要因素有:煤层储⽓条件、区域地质构造和采矿⼯作。

另⼀⽅⾯，煤层是孔隙、裂隙结构组成的物质，⽡斯在孔隙中的流动主要是扩散,在煤层裂隙系统的流动属于渗透。

本⽂将对煤层⽡斯赋存及流动规律进⾏阐述，并作简单的分析。

关键词：煤层⽡斯赋存流动规律Coal seam gas occurrence and flow pattern Abstract: the coal gas mainly comes from coal and coal measure strata, itis closely related to the causes of coal. Gas in the coal seam occurrence state is generally has two kinds, namely the adsorption state and freestate. And coal seam gas content actually refers to the amount of gas and free gas quantity, the sum of its value tends to be the size of the evaluation of coal seam gas reserves and is an important index of drainage value. Coal seam gas content depends mainly on save gas conditions, it is not how much the amount of generated gas, that is to say, not only depends on the quality of coal, but more importantly depends on the geological conditions of gas storage. According to current research argues that the main factors affecting gas content of coal seam are: coal gas storage conditions, regional geological structure and mining work. On the other hand, the coal seam is material composed of pore and fracture structure. Gas flow in the pore is mainly spread in the flow of the fissure system of coal seam belongs to penetration. This article will explain coal seam gas occurrence and flow pattern, and make a simple analysis.Keywords: coal seam gas ,occurrence,flow ,pattern1.煤层⽡斯赋存影响因素⽡斯的⽣成、运移、赋存和富集,受地质条件的控制。

煤和瓦斯突出机理的流变假说
煤和瓦斯突出是煤矿安全中的一种危险现象，其机理涉及多个因素。

在流变学中，有几种假设被用来解释煤和瓦斯突出的机制。

1. 渗透-变形耦合假说：根据这个假设，煤层内的瓦斯渗透可以改变煤体的物理性质，如渗透能力、应力分布等。

当煤层受到外部扰动（如开采活动）时，由于瓦斯压力和应力的耦合作用，煤体中的瓦斯会迅速释放，导致煤和瓦斯的突出。

2. 渗流-剪切耦合假说：根据这个假设，煤层中的瓦斯渗透会引起渗流通道的形成和演化。

当煤层内部存在高渗透性的通道或裂隙时，瓦斯会通过这些通道快速聚集，并且在煤体受到剪切力作用时，瓦斯的聚集会进一步增强，最终导致煤和瓦斯的突出。

3. 煤层应力解耦假说：根据这个假设，煤层中的应力分布会受到瓦斯渗透的影响而发生变化。

瓦斯的渗透会导致煤层内部的压力分布不均匀，使得煤层中存在高应力区域和低应力区域。

当煤层中的应力达到一定程度时，煤体就可能发生破裂和突出。

这些流变假设并不是孤立存在的，实际情况下，煤和瓦斯突出的机理是复杂的，并且可能涉及多种因素的综合作用。

因此，对于煤矿安全管理来说，需要综合考虑地质条件、瓦斯渗透特性、煤体物理性质以及开采工艺等方面的因素，以制定有效的预防措施和安全管理策略。

1。

煤层瓦斯运移的数学模型煤层瓦斯运移的数学模型是一种用于研究煤层瓦斯在地下运动传递规律的方法。

该模型基于毛细管力、气体扩散、吸附、解吸等理论建立，通过求解密度、温度、压力、瓦斯浓度等物理量的分布情况，来预测煤层瓦斯运移的行为。

以下是煤层瓦斯运移的数学模型主要包含以下几个部分。

1. 毛细管力模型煤层瓦斯在煤矿中的运动受到毛细管力的影响，因此需要对毛细管力进行建模。

毛细管力模型的基本假设是煤层瓦斯在小孔、小裂隙中运动时，会受到突出孔壁的毛细管力约束，该力对瓦斯运动的方向和速度都会产生影响。

通过建立毛细管力模型，可以预测煤层瓦斯的运动方向和速度。

2. 气体扩散模型气体扩散模型是研究煤层瓦斯扩散运动规律的关键模型之一。

煤层瓦斯的扩散运动遵循菲克定律，即扩散速度正比于浓度梯度，并与温度和压力等因素有关。

通过建立气体扩散模型，可以预测煤层瓦斯的浓度分布。

3. 吸附解吸模型煤层瓦斯在煤矿中的运动过程中，会与煤层表面发生吸附反应。

吸附解吸模型用于研究煤层瓦斯与煤层表面的作用，预测煤层瓦斯的吸附和解吸过程，这是研究煤层瓦斯运移规律的重要因素。

通过建立吸附解吸模型，可以预测煤层瓦斯在煤矿中逐步释放的速度和浓度。

4. 两相流模型在煤层瓦斯运动过程中，煤层瓦斯和煤层水形成了一种两相流的状态。

两相流模型是研究煤层瓦斯和煤层水在煤矿中运动交互关系的模型。

通过建立两相流模型，可以预测煤层瓦斯和煤层水之间的相互作用，以及它们在地下的运动规律。

总之，煤层瓦斯运移的数学模型是一种复杂的模型，需要考虑许多因素，但它对于研究煤层瓦斯在地下运移规律具有重要意义。

通过该模型的预测和仿真，可以指导煤矿生产和安全管理，减少煤层瓦斯爆炸的危险。

煤层瓦斯赋存及流动规律的研究和分析摘要:瓦斯灾害是煤矿安全工作中的突出问题。

因此，瓦斯研究工作对于煤炭工业的健康持续发展乃至全国生产安全状况好转具有十分重要的意义。

掌握瓦斯的赋存状态及流动规律对防治瓦斯工作尤为关键。

瓦斯的生成与煤的成因息息相关；煤中瓦斯的赋存状态一般有吸附状态和游离状态两种；矿井中煤层瓦斯的涌出对于生产和安全有着极大的影响，它与矿井的开拓布置、采掘方法、机电设备的选择、矿井通风和安全管理制度均有着密切的关系。

煤层瓦斯的运移是一个复杂的运动过程，它与煤层的结构和煤层中瓦斯赋存状态密切相关。

在大裂隙带中可能出现紊流.而在微裂隙中则属于层流运动在微孔中还存在扩散分子滑流。

在一般情况下，以达西定律为基础来研究煤层瓦斯流动规律还是可行的但是在客殊情况下，如石门揭开煤层、瓦斯喷出或突出，则必须按当时条件加以修正。

关键词:瓦斯赋存;流动规律;瓦斯流动理论;瓦斯运移1 前言我国是以煤炭为主要能源的国家。

目前及今后相当长的时期内煤炭在我国的一次能源结构中仍占50％以上。

煤矿瓦斯是煤的伴生物、同煤共生并存储在煤与围岩中的气藏资源，在煤炭开采过程中它通常以涌出的形式排放出来。

在一定的条件下，还可能以喷出或突出的形式突然释放、发生煤与瓦斯突出动力现象而且瓦斯进入采掘空间后在条件具备时还会发生瓦斯爆炸，造成重大的人员伤亡事故。

在我国煤矿事故中瓦斯事故占全国煤矿重大事故总数的70％以上，防治瓦斯灾害已成为煤矿安全工作中迫切需要解决的问题。

国内外各主要产煤国都投入了大且的资金、人力物力进行矿井瓦斯灾害发生视理、预测预报和防治技术的研究工作。

数十年来，在矿井瓦斯涌出量预测、矿井瓦斯抽防、完善通风技术、抑爆隔爆技术、瓦斯监测、预测和防治煤与瓦斯突出等方面进行了大量的研究，初步形成了瓦斯灾害防治的技术体系在矿井瓦斯防治理论和技术上都取得了长足的进步，瓦斯灾害事故得到了有效的控制，并且在实际工作中积累了丰富的经验。

煤层气排采知识点绪论瓦斯主要由高等植物经烷基化作用形成。

以高等植物为主的成煤原始质料在沼泽中细菌参与下经生物降解作用形成活泥炭，泥炭经成岩作用形成褐煤，再经变质作用有机质发生热裂解形成烟煤和无烟煤。

瓦斯的基本特征1、瓦斯储层是孔隙裂隙双重介质结构微孔体系:大孔体系:吸附量占80-90%，游离瓦斯量占10-20%。

2、瓦斯的赋存状态3、瓦斯的运移方式微孔-大孔-微裂纹-裂隙-裂缝煤体是由若干尺寸小于极限颗粒组成，在尺寸小于极限粒度的煤粒中，瓦斯流动是扩散运动，符合菲克定律。

煤粒在尺寸大于极限粒度的煤粒中，瓦斯的流动是渗流运动，符合达西定律。

煤储层渗透率大小受多种地质因素影响，其中地应力是最主要的因素。

基质收缩:煤层气的产出，钻孔周围的瓦斯含量与压力下降，煤体会发生收缩变形，使得煤层中的裂缝张开，增大钻孔周围的煤层透气系数。

如天府矿务局刘家沟煤矿，抽放瓦期前，瓦斯原始最高压力是4.6MPa，抽放后压力下降到0.5MPa，透气性增大到原来的60倍。

国际精细应用化学联合会分类:大孔>50nm;中孔2-50nm;微孔<2nm。

微孔:就是指在相当于滞后回线开始时的相对压力下已经被完全充填的那些孔隙，它们相当于吸附分子的大小。

微孔容积约为0.2-0.6cm3/g，而其孔隙数量约1020个，表面积500-1000m2/g。

中孔:是那些能发生毛细凝聚使被吸附液化而形成弯液面，从而在吸附等温曲线上出滞后回线的孔隙。

大孔在技术上是不能实现毛细凝聚的。

孔洞、裂隙孔洞:气孔、植物残余组织孔、溶蚀孔、铸模孔、晶间孔、原生粒间孔、缩聚失水孔裂隙:内生和外生孔:通孔、盲孔、封闭孔、开式孔不同形态的孔对于瓦斯运移作用是不同的，孔的通道是构成煤体中流体渗流的主要通道，盲孔虽然与孔的通道相连接，但对流体的渗流没能贡献，其中的流体以扩散的开工运移达到孔的通道，敞开孔与自由面相通，其中的流体扩散至自由空间中，敞开孔对流体渗流没有贡献，由于封闭孔与其他孔不连通，其中的流体处于封闭状态。