【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于礦井瓦斯防治領(lǐng)域。涉及一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，具體是一種識(shí)別煤層內(nèi)源瓦斯解吸條件下瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式是滲流還是擴(kuò)散的方法。
技術(shù)介紹
1、煤是一種含孔隙系統(tǒng)和裂隙系統(tǒng)的雙重孔隙介質(zhì)。煤層中瓦斯的運(yùn)移過(guò)程可以簡(jiǎn)單劃分為擴(kuò)散和滲流兩個(gè)過(guò)程，擴(kuò)散與滲流對(duì)煤中的瓦斯運(yùn)移均有控制作用。對(duì)于瓦斯抽采的工程實(shí)踐來(lái)說(shuō)，瓦斯運(yùn)移過(guò)程是影響瓦斯抽采的關(guān)鍵因素之一，因此準(zhǔn)確識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式，對(duì)于高效進(jìn)行瓦斯差異化抽采十分關(guān)鍵。
2、目前學(xué)界存在兩種理論：一是孔隙擴(kuò)散控制說(shuō)，另一種則為裂隙滲流控制說(shuō)。這兩種理論往往只注重裂隙對(duì)瓦斯的運(yùn)輸能力，而忽略了由擴(kuò)散作用進(jìn)入裂隙的瓦斯流量大小，因此不能準(zhǔn)確識(shí)別煤層內(nèi)源瓦斯解吸條件下瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，用以解決當(dāng)前無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的技術(shù)問(wèn)題。
2、本專利技術(shù)的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：通過(guò)分析滲透行為與擴(kuò)散行為之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系構(gòu)建兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；通過(guò)分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下的傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算裂隙和基質(zhì)系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積；通過(guò)達(dá)西定律來(lái)計(jì)算基質(zhì)與裂隙中瓦斯的流動(dòng)質(zhì)量；通過(guò)所述流動(dòng)質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系定義特征滲透率比值；通過(guò)分析基質(zhì)和裂隙表觀滲透率比值來(lái)識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式，具體步驟如下：
3、s1、構(gòu)建解吸雙滲控制模型；
4、s2、計(jì)算內(nèi)源瓦斯解
5、s3、通過(guò)達(dá)西定律來(lái)計(jì)算基質(zhì)與裂隙中瓦斯的流動(dòng)質(zhì)量；
6、s4、定義特征滲透率比值；
7、s5、分析基質(zhì)和裂隙表觀滲透率比值來(lái)識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式。
8、進(jìn)一步地，所述步驟s1通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程或描述klinkenberg效應(yīng)的公式兩種途徑推導(dǎo)表觀滲透率和表觀擴(kuò)散系數(shù)之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，建立兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；
9、進(jìn)一步地，所述步驟s2分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下串聯(lián)關(guān)系的傳質(zhì)過(guò)程，計(jì)算出基質(zhì)系統(tǒng)和裂隙系統(tǒng)的流動(dòng)截面積與壓力梯度；
10、進(jìn)一步地，所述步驟s3運(yùn)用所述步驟s2中計(jì)算所得裂隙和基質(zhì)系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積，通過(guò)達(dá)西定律計(jì)算基質(zhì)與裂隙中瓦斯的流動(dòng)質(zhì)量；
11、進(jìn)一步地，所述步驟s4將基質(zhì)與裂隙系統(tǒng)中瓦斯流動(dòng)質(zhì)量相等時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)表觀滲透率的比值εm/εf定義為特征滲透率比值η；
12、進(jìn)一步地，所述步驟s5在確定瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式時(shí)遵循以下原則：當(dāng)εm/εf>η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量大于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，主控傳質(zhì)形式是滲流；當(dāng)εm/εf<η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量小于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，主控傳質(zhì)形式是擴(kuò)散，當(dāng)εm/εf＝η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量等于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，擴(kuò)散與滲流平等控制瓦斯運(yùn)移；
13、本專利技術(shù)的有益效果：
14、1、本專利技術(shù)能夠準(zhǔn)確識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式。
15、2、本專利技術(shù)能夠進(jìn)一步解釋主控傳質(zhì)形式對(duì)解吸曲線的影響。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于：通過(guò)分析滲透行為與擴(kuò)散行為之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系構(gòu)建兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；通過(guò)分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下的傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算裂隙和基質(zhì)系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積；通過(guò)達(dá)西定律來(lái)計(jì)算基質(zhì)與裂隙中瓦斯的流動(dòng)質(zhì)量；通過(guò)所述流動(dòng)質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系定義特征滲透率比值；通過(guò)分析基質(zhì)和裂隙表觀滲透率比值來(lái)識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式，具體步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟S1通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程或描述Klinkenberg效應(yīng)的公式兩種途徑推導(dǎo)表觀滲透率和表觀擴(kuò)散系數(shù)之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，建立兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟S2通過(guò)分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下串聯(lián)關(guān)系的傳質(zhì)過(guò)程，計(jì)算出基質(zhì)系統(tǒng)和裂隙系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟S3運(yùn)用所述步驟S2中計(jì)算所得裂隙和基質(zhì)系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積，通過(guò)達(dá)西定
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟S4將基質(zhì)與裂隙系統(tǒng)中瓦斯流動(dòng)質(zhì)量相等時(shí)兩個(gè)系統(tǒng)表觀滲透率的比值εm/εf定義為特征滲透率比值η。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟S5確定瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方式如下：當(dāng)εm/εf>η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量大于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，流動(dòng)主控因素是裂隙流動(dòng)，即主控傳質(zhì)形式為滲流；當(dāng)εm/εf<η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量小于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，流動(dòng)主控因素是基質(zhì)流動(dòng)，即主控傳質(zhì)形式為擴(kuò)散；當(dāng)εm/εf＝η時(shí)，則基質(zhì)瓦斯流動(dòng)質(zhì)量等于裂隙瓦斯流動(dòng)質(zhì)量，滲流和擴(kuò)散平等作用共同控制瓦斯運(yùn)移。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于：通過(guò)分析滲透行為與擴(kuò)散行為之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系構(gòu)建兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；通過(guò)分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下的傳質(zhì)過(guò)程計(jì)算裂隙和基質(zhì)系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積；通過(guò)達(dá)西定律來(lái)計(jì)算基質(zhì)與裂隙中瓦斯的流動(dòng)質(zhì)量；通過(guò)所述流動(dòng)質(zhì)量的數(shù)量關(guān)系定義特征滲透率比值；通過(guò)分析基質(zhì)和裂隙表觀滲透率比值來(lái)識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移的主控傳質(zhì)形式，具體步驟如下：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟s1通過(guò)理想氣體狀態(tài)方程或描述klinkenberg效應(yīng)的公式兩種途徑推導(dǎo)表觀滲透率和表觀擴(kuò)散系數(shù)之間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，建立兩者統(tǒng)一的解吸雙滲控制模型；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種識(shí)別煤層瓦斯運(yùn)移主控傳質(zhì)形式的方法，其特征在于，所述步驟s2通過(guò)分析內(nèi)源瓦斯解吸條件下串聯(lián)關(guān)系的傳質(zhì)過(guò)程，計(jì)算出基質(zhì)系統(tǒng)和裂隙系統(tǒng)的壓力梯度與流動(dòng)截面積；
4.根據(jù)權(quán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙偉，李澤鑫，董虎子，李海超，黃經(jīng)緯，萬(wàn)昱佳，閆志達(dá)，王凱，周愛(ài)桃，徐超，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。