Авторы: О.В. Тайлаков, М.П. Макеев, Е.А. Уткаев, Д.Н. Застрелов

Название статьи: Полуэмпирическая модель газовыделения из угольного пласта на основе изучения коллекторских свойств углепородного массива

Год: 2024, Номер: 6, Страницы: 76-84

Отрасль знаний: 2.8.6. Геомеханика, разрушение горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Индекс УДК: 622.691, 519.246.2

DOI: 10.26730/1999-4125-2024-6-76-84

Аннотация: В процессе ведения горных работ в шахтной атмосфере в области интенсивной выемки угля происходят значительные изменения, обусловленные поступлением метана из выработанного пространства, а также из пластов-спутников, которые разобщены между собой слоем горных пород. Существенное влияние на этот процесс оказывает скорость выделения метана, характеризующаяся коэффициентом диффузии, а также стремительно развивающейся системой трещин под действием горного давления. Рассмотрено влияние процессов разупрочнения углепородного массива на скорость миграции метана в горные выработки. Представлена полуэмпирическая модель газовыделения, учитывающая физические процессы массопереноса и фильтрации флюида в пористой среде. При разработке модели были приняты допущения, что миграция метана в горные выработки проходит при изотермическом процессе, при этом концентрация метана в смеси выражается через его молекулярную массу. В качестве исходных данных для апробации эмпирической модели диффузии метана выбраны результаты проведенных натурных экспериментов, включающих определение физико-механических свойств углепородного массива и объемов метана, поступающего в шахтную атмосферу. В численных экспериментах показано, что модель чувствительна к исходной концентрации метана в пластах спутника, а также к коэффициенту диффузии метана через углепородный массив. Показано, что время фильтрации метана снижается на 57% при снижении коэффициента диффузии на порядок.

Ключевые слова: Фильтрация флюида углепородный массив коэффициент диффузии массоперенос метана в массиве горных пород численная модель

Дата получения: 09.09.2024

Дата одобрения: 22.11.2024

Дата опубликования: 05.12.2024

ЦИТИРОВАНИЕ СКАЧАТЬ