超声波激励下煤体原位渗流实验与瓦斯抽采数值模拟

作者：仲照海; 何光安; 王青如

来源：煤矿现代化, 2023, 32(02): 53-63.

DOI：10.13606/j.cnki.37-1205/td.2023.02.005

• 煤层气
• 超声波
• 瓦斯抽采

为探究超声波对实际煤层的增渗及强化瓦斯抽采效果的影响，本文进行了原位应力加载下超声激励煤体渗流实验，建立了煤矿现场超声强化瓦斯抽采数学模型，进行了超声波作用下煤层瓦斯抽采过程数值模拟，分析了超声功率和作用时长对煤层瓦斯抽采的影响。结果表明：超声波处理0.5 h后，2个煤样的渗透率分别为增大36.2%～43.8%、34.3%～41.5%，表明在储层应力加载环境下超声激励对煤层仍具有较好的增渗功效。超声波作用下瓦斯抽采泄压效果明显增强，超声促抽瓦斯效果显著。25 k Hz超声波作用下，4～16 k W功率超声对瓦斯抽采的强化效果随功率提升而增大。在超声波作用时间为0～2.5 h后，瓦斯抽采煤层泄压效果随超声作用时长增大而增大，表明超声波作用时长参数对强化瓦斯抽采具有积极的影响。