煤层气越流固-气耦合模型及可视化模拟研究

应用煤岩体变形与煤层气(瓦斯)越流相互作用的新观点,研究了双层系统煤层气越流运移的机理。在地球物理场作用下,双层系统煤层气越流实质上是可压缩性气体在各向异性且非均质的孔隙与裂隙双重可变形介质中的渗透与扩散的混合非稳定流动过程。依据这一新认识,建立了双层系统煤层气越流与煤岩弹性变形的固-气耦合数学模型,并应用该耦合模型于邻近层煤层气涌出的可视化数值模拟实例中。经实测结果验证,该固-气耦合模型是符合实际的;同时,应用三维数值场计算机模拟技术,直观地再现了煤层气越流场与煤岩体变形场耦合效应的宏观变化特征,为地下煤层气越流场中邻近层煤层气涌出的预测和控制提供了可行的新方法。