聲場作用下煤層氣滲流特性的研究.pdf

1、我國煤層氣資源豐富，煤層氣是近二十年世界上崛起的一種優(yōu)質(zhì)高效潔凈的新能源，另一方面，煤層氣又是煤礦重大災(zāi)害事故的有害源，在當(dāng)前能源緊張的局勢下，加快煤層氣的開發(fā)利用，對改善我國能源結(jié)構(gòu)、能源的充分利用、安全生產(chǎn)和減少環(huán)境污染等具有重要現(xiàn)實(shí)意義。論文基于聲場提高煤層氣抽采率的方法，采用室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、數(shù)值模擬、現(xiàn)場試驗(yàn)研究，開展了聲場作用前后煤體微觀結(jié)構(gòu)、聲波在煤體多孔介質(zhì)中傳播規(guī)律、聲場作用下煤層氣滲流特性、聲場提高煤層氣抽采率的現(xiàn)

2、場試驗(yàn)研究，研究取得的主要成果有：
　　聲場作用后，煤體的孔隙結(jié)構(gòu)變化趨勢表現(xiàn)為“整體增大，離散性增強(qiáng)，兩段式波動(dòng)變化”的特征，表明聲場作用改變了煤體的原生孔隙結(jié)構(gòu)，增大了煤體的孔隙度、孔容和比表面積，增加了煤體的裂隙率、連通率。
　　不加聲場和加聲場兩種條件下煤中甲烷滲流規(guī)律基本一致，隨著有效應(yīng)力增加，煤層滲透率呈負(fù)指數(shù)函數(shù)遞減。聲場作用下煤體滲透率大于不加聲場，且煤樣滲透率隨聲場強(qiáng)度線性增大，隨作用時(shí)間的增加而增大，表明

3、聲場能提高煤體滲透率。
　　聲場作用能減緩應(yīng)力對煤體滲透率的傷害，提高煤體的滲透能力，聲場作用后煤體滲透率對應(yīng)力更敏感，高頻率聲場作用下的應(yīng)力敏感性系數(shù)高于低頻率聲場作用，因此在煤層氣抽采過程中，宜采用低頻高能的換能器。
　　數(shù)值分析與現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，煤體的滲透率與應(yīng)力、溫度、孔隙壓力和聲場作用密切相關(guān)，離聲場震源越近，作用效果越明顯，離聲場震源越遠(yuǎn)，瓦斯流量衰減呈負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。
　　以上研究成果豐富并創(chuàng)新煤層氣高