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《安徽理工大学》 2008年
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煤层水力压裂三相耦合数值模拟研究

陈小奎  
【摘要】: 在高瓦斯矿井中,瓦斯压力是煤层水力压裂过程中不可忽略的影响因素。通过对煤层宏观地质结构的研究和对煤体微观多孔隙—裂隙结构进行分析,建立了一个连续的固、液、气三相耦合模型。利用渗流规律Darcy定律,扩散规律Fick定律来描述煤层中瓦斯的运动规律;采用Mohr—Coulomb准则的单元渗透率—损伤耦合方程对渗流耦合问题进行研究,进而研究了含瓦斯煤体固、液、气相互作用中的变形、破裂与耦合作用。 以祁南矿3410掘进工作面的水力压裂过程为研究对象,考虑煤的均质度、弹性模量、抗压强度、湿润边界角和瓦斯压力等建立了三相耦合计算模型,应用RFPA—2D软件对祁南矿3410掘进工作面煤层进行了数值模拟。得出了煤层水力压裂过程中煤体破裂程度与注水压力、煤层瓦斯压力之间的变化关系。模拟结果表明:瓦斯压力抵消了部分水压,阻碍了煤体的裂隙发育,但随着煤体破裂的进行,瓦斯受压转移,并有部分被挤出,瓦斯压力趋于稳定,煤体破裂进程加快。 祁南矿3410掘进工作面的现场试验与数值模拟结果比较吻合,这表明:在考虑瓦斯压力下,水力压裂过程的三相耦合试验能直观的描述注水压力和瓦斯压力对煤体破裂进程的影响。
【学位授予单位】:安徽理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TD712.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张晓伟;余加正;刘俊龙;;定向压裂增透技术在二~1煤层中的应用[J];华北科技学院学报;2011年03期
2 李全贵;翟成;林柏泉;李子文;李贤忠;;定向水力压裂技术研究与应用[J];西安科技大学学报;2011年06期
3 田忠友;;告成矿“三软”煤层压裂增透技术研究[J];中国煤炭;2011年12期
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1 孟筠青;煤层高压脉动注水防治煤与瓦斯突出理论与技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
2 惠功领;煤矿深部近距低采高上保护层开采瓦斯灾害协同控制技术[D];中国矿业大学;2011年
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1 谈健;低渗透煤层注入超临界CO_2增透规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
【参考文献】
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1 楼芬;邓建;;无网格法及其在岩石力学与工程中的应用[J];地下空间与工程学报;2007年06期
2 张艳霞;何晖;;岩石声发射的Kaiser效应研究进展[J];地下空间与工程学报;2007年06期
3 张凤国;秦承森;周洪强;;层裂损伤发展过程的数值分析[J];兵工学报;2007年10期
4 骆祖江,叶建平;煤层气运移产出气水固三相耦合模型[J];长春科技大学学报;2001年04期
5 裴艳阳;;平面应力状态下主应力测定实验误差分析[J];大众科技;2007年02期
6 张延松;综采放顶煤工作面粉尘防治及效果[J];煤炭工程师;1995年02期
7 刘慈群,郭尚平;多重介质渗流研究进展[J];力学进展;1982年04期
8 郭尚平,刘慈群,黄延章,阎庆来,于大森;渗流力学的新发展[J];力学进展;1986年04期
9 陈钟祥;在同时考虑重率差和毛细管压力差的情况下二相液体非定常渗流方程的一个相似性解[J];力学学报;1965年01期
10 孙培德;;瓦斯动力学模型的研究[J];煤田地质与勘探;1993年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨天鸿;岩石破裂过程渗透性质及其与应力耦合作用研究[D];东北大学;2001年
【共引文献】
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1 康家甦;;电站储煤场自燃现象分析与储煤系统优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年01期
2 金学玉;瓦斯“截流抽放”快速揭煤法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
3 张霖;;桃园矿高位钻孔瓦斯抽放参数优化研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
4 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
5 汪义国;;近距离煤层群被保护层开采瓦斯综合治理技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
6 余强毅;周旭英;陈佑启;;我国城市化水平区域分异研究[J];安徽农业科学;2009年12期
7 陈雄,刘俊杰,吴寅,张震斌;矿井水资源化与生态环境安全探讨[J];安全与环境学报;2004年S1期
8 冯启言;杨天鸿;于庆磊;唐春安;冷雪峰;;基于渗流-损伤耦合分析的煤层底板突水过程的数值模拟[J];安全与环境学报;2006年03期
9 韩光;李连崇;王大国;;流固耦合作用下节理岩质边坡失稳过程的RFPA模拟分析[J];辽宁科技大学学报;2008年02期
10 焦士兴,蒋冰华;河南省农村城市化发展战略[J];安阳师专学报;1999年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 常宝华;熊伟;高树生;刘华勋;张静楠;;大尺度缝洞型油藏弹性开采特征实验研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 傅礼兵;姚约东;;基于指数式非达西渗流模型的解析解[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 唐明云;施安峰;贾江涛;吴斌;王晓宏;;考虑轻油组分的SAGD过程热采稠油数值研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 罗建新;张烈辉;赵玉龙;刘启国;;线性复合油气藏试井解释模型及典型曲线分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 杨锋;王新海;刘洪;;井钻遇溶洞油藏试井解释方法[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
6 刘华林;熊伟;高树生;;矩形五点井网稳定注采压力系统的建立[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
7 李道伦;杨景海;查文舒;;数值试井若干关键技术研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
8 李相臣;康毅力;;高煤阶与低煤阶煤岩气藏气体传质行为研究[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
9 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
10 邵九姑;许友生;;Forchheimer型非达西渗流系统的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
5 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
6 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
7 齐云阶;水平井采油举升方法及其应用研究[D];中国地质大学(北京);2010年
8 郭磊;车用动力总成结构振动噪声的虚拟预测与分析技术研究[D];浙江大学;2009年
9 胡永忠;微波阵列天线成像处理中干扰抑制及快速成像方法的研究[D];电子科技大学;2010年
10 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
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1 王利强;突出煤层水力径向压裂石门快速揭煤技术研究及应用[D];河南理工大学;2010年
2 杨文旺;七星矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 潘少杰;新安煤田瓦斯赋存规律与突出区域预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
4 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
5 姚春雨;黄陵二号煤矿综采工作面采空区瓦斯流动规律数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
6 孙锐;泥浆介质非等压条件下煤芯瓦斯解吸规律研究[D];河南理工大学;2010年
7 陈建忠;潘三矿C13-1煤层掘进工作面敏感指标及临界值研究[D];河南理工大学;2010年
8 刘浩;高煤级煤储层水力压裂的裂缝预测模型及效果评价[D];河南理工大学;2010年
9 李波;天池煤矿瓦斯分布规律及突出危险性研究[D];河南理工大学;2010年
10 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 周高宁;邹丽丽;李柏林;;超临界二氧化碳流体及其主要应用[J];安徽化工;2006年02期
2 金龙哲,宋存义,蒋仲安,李天昕;压力渗流润湿煤体的实验研究[J];安全与环境学报;2001年05期
3 王青松,金龙哲,孙金华;煤层注水过程分析和煤体润湿机理研究[J];安全与环境学报;2004年01期
4 王固态,刘振华,李云珍,代荣和;提高煤层瓦斯抽放率的高能气体致裂技术研究[J];火炸药学报;2000年04期
5 王金安,彭苏萍,孟召平;岩石三轴全应力应变过程中的渗透规律[J];北京科技大学学报;2001年06期
6 冷雪峰,唐春安,杨天鸿,李连崇;岩石水压致裂过程的数值模拟分析[J];东北大学学报;2002年11期
7 苏静;范翔宇;陈林;;CO_2黏度模型及求解[J];断块油气田;2009年05期
8 蒋泽照;浅析上隅角大管径预留管治理瓦斯[J];矿业安全与环保;2000年S1期
9 刘林;煤层群多重保护层开采防突技术的研究[J];矿业安全与环保;2001年05期
10 齐黎明,林柏泉;马家沟矿九西二石门附近煤层瓦斯赋存特征[J];矿业安全与环保;2005年01期
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1 中国煤炭学会副理事长 孙茂远;[N];中国国土资源报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 宋维源;阜新矿区冲击地压及其注水防治研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
4 杨永杰;煤岩强度、变形及微震特征的基础试验研究[D];山东科技大学;2006年
5 李忠华;高瓦斯煤层冲击地压发生理论研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2007年
6 杜春志;煤层水压致裂理论及应用研究[D];中国矿业大学;2008年
7 王登科;含瓦斯煤岩本构模型与失稳规律研究[D];重庆大学;2009年
8 肖建清;循环荷载作用下岩石疲劳特性的理论与实验研究[D];中南大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 张国华;本煤层水力压裂致裂机理及裂隙发展过程研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
2 李雪青;阜矿集团五龙煤矿冲击地压事故分析与综合防治技术研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
3 胡祖祥;高瓦斯煤层掘进工作面水力压挤技术研究[D];安徽理工大学;2006年
4 尹志宏;低级无烟煤综放工作面煤层注水基础研究[D];太原理工大学;2006年
5 白兰兰;裂隙岩体热流模型研究[D];河海大学;2007年
6 黄新杰;煤层注水湿润半径的数值模拟研究[D];安徽理工大学;2007年
7 卢兴利;断层防水煤柱合理留设的流固耦合分析[D];山东科技大学;2007年
8 杨涛;超临界CO_2抽提对煤的改性实验研究[D];太原理工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 张有狮;;煤矿井下水力压裂技术研究进展及展望[J];煤矿安全;2012年12期
2 谢文强;;高压注水快速消突技术的应用与研究[J];能源技术与管理;2013年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张昌锁,张宝平,梁为民;延性材料的损伤断裂[J];爆炸与冲击;2000年02期
2 杨天鸿,张永彬,冷雪峰,唐春安;岩体结构面网格渗透张量分析方法[J];东北大学学报;2003年09期
3 杨天鸿,徐涛,冯启言,唐春安;脆性岩石破裂过程渗透性演化试验[J];东北大学学报;2003年10期
4 段小宁,李鉴初,刘继山;应力场与渗流场相互作用下裂隙岩体水流运动的数值模拟[J];大连理工大学学报;1992年06期
5 戴光,徐彦廷,李伟,张颖;声发射技术的应用与研究进展[J];大庆石油学院学报;2001年03期
6 陈颙,于小红;岩石样品变形时的声发射[J];地球物理学报;1984年04期
7 唐春安,刘红元,秦四清,杨志法;非均匀性对岩石介质中裂纹扩展模式的影响[J];地球物理学报;2000年01期
8 韩宝平;任丘油田雾迷山组白云岩储集层的渗透性试验研究[J];地质科学;2000年04期
9 杨天鸿,唐春安,刘红元,朱万成,冯启言;承压水底板突水失稳过程的数值模型初探[J];地质力学学报;2003年03期
10 唐春安,傅宇方,赵文;震源孕育模式的数值模拟研究[J];地震学报;1997年04期
【相似文献】
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1 王彦德;竖井开凿揭露高瓦斯煤层之实践[J];山西煤炭;2005年03期
2 李朝辉;;瓦斯预测技术在祁南煤矿3_2煤层中的应用[J];煤炭技术;2006年07期
3 李志胜;;孟津煤矿二_2煤层突出危险性研究[J];煤炭技术;2009年12期
4 魏建平;朱会启;温志辉;潘少杰;;煤与瓦斯突出冲击波传播规律实验研究[J];煤;2010年08期
5 陈东春;刘建华;戴成杰;王传义;韩泉胜;;煤矿突出危险性鉴定工作的探讨[J];科技信息;2010年29期
6 吴强,周世宁;胶囊─密封液封孔技术在煤巷直接测定煤层瓦斯压力的研究[J];煤矿安全;1994年08期
7 王子佳;;煤层瓦斯压力和瓦斯含量关系的研究[J];广西煤炭;1996年02期
8 刘宪文,王国臣,杨柏乔;瓦斯抽放在南山矿生产中的应用[J];煤炭技术;2002年04期
9 马尚权;陈学习;梁为;梁育龙;;三相泡沫封孔器自动充气补偿变压研究[J];华北科技学院学报;2007年02期
10 阳邦联;幸大平;;石门快速揭煤技术的研究[J];矿业安全与环保;2007年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蔡波;吕存林;董山;;瓦斯压力对煤体力学性质的影响研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
2 高艳忠;;气水分离瓦斯压力测定技术[A];第五届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2010年
3 宋志敏;田坤云;;开采空间应力叠加区对预测指标值的影响分析[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
4 隆清明;程波;康建宁;李秋林;;充气压力对瓦斯放散初速度(△P)测定的影响研究[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会交流论文(部分)[C];2009年
5 冀超辉;侯志华;;瓦斯压力直接测定法的改进和应用[A];中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
6 王安民;潘峰;魏风清;;平顶山矿区戊_(9-10)煤层钻屑解吸指标的实验室研究[A];瓦斯地质与瓦斯防治进展[C];2007年
7 常胜秋;权守国;;屯留北风井井底车场掘进瓦斯涌出的研究与治理[A];矿山建设工程新进展——2007全国矿山建设学术会议文集[C];2007年
8 李进军;;顾北矿井筒揭煤过程中瓦斯压力测定有关问题的研究[A];第3届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2008年
9 张德元;贾建超;梁红艺;;钻孔煤层瓦斯压力测定[A];矿山地质灾害成灾机理与防治技术研究与应用[C];2009年
10 高坤;;煤层瓦斯压力成长曲线在常村矿测定瓦斯压力中的应用[A];2007年全国煤矿安全学术年会会议资料汇编[C];2007年
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1 通讯员王志磊 记者刘耀平;水力压裂技术领先[N];中国煤炭报;2011年
2 陈奇若 冯建成;何家寨隧道全线贯通[N];工人日报;2000年
3 本报记者 马秀涟;降伏“猛虎”第一人[N];中国煤炭报;2001年
4 杨春香 许满囤;东庞煤矿实现矿井“绿色革命”[N];中国煤炭报;2009年
5 潘光和;雄关漫道真如铁 而今迈步从头越[N];新华每日电讯;2000年
6 冯建成;水柏铁路打通咽喉[N];科技日报;2000年
7 刘海 仕均;陈德斌:科技创新的带头人[N];科技日报;2001年
8 杨海云 谭兴元;驯服地层深处的“老虎”[N];中华建筑报;2010年
9 马小伟 孟庆云;胜利现河高效开发低渗透油藏[N];中国石化报;2004年
10 方跃平;“煤矿瓦斯灾害是可以解决的”[N];光明日报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐烈先;RFPA离心机法在岩土工程破坏分析中的应用研究[D];东北大学;2008年
2 宁齐元;分叉突出煤层上保护层开采保护特性研究[D];中国地质大学;2012年
3 海书杰;油页岩渣制备石油支撑剂的研究[D];中国地质大学;2010年
4 王磊;应力场和瓦斯场采动耦合效应研究[D];安徽理工大学;2010年
5 赵万春;水力压裂岩体非线性损伤演化研究[D];大庆石油学院;2009年
6 李晓伟;复杂地质条件下石门及井筒揭煤突出危险性快速预测研究[D];中国矿业大学;2009年
7 连志龙;水力压裂扩展的流固耦合数值模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
8 李晓泉;含瓦斯煤力学特性及煤与瓦斯延期突出机理研究[D];重庆大学;2010年
9 汤琦;水平井水力压裂技术研究[D];中国地质大学(北京);2012年
10 谭志宏;岩溶区隐伏空洞对路桥工程稳定性影响的研究[D];东北大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈小奎;煤层水力压裂三相耦合数值模拟研究[D];安徽理工大学;2008年
2 尚宾;钻孔瓦斯涌出初速度q变化规律研究[D];河南理工大学;2011年
3 梁利平;东濮凹陷深层气藏水力压裂技术研究与应用[D];西南石油学院;2005年
4 蔡峰;煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出机理的研究[D];安徽理工大学;2005年
5 张九零;马家沟矿深部水平石门揭煤煤与瓦斯突出预测研究[D];河北理工大学;2005年
6 王海东;高应力松软煤层回采巷道锚网索支护研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
7 马海峰;高瓦斯煤层采动应力对采场瓦斯压力的影响研究[D];安徽理工大学;2011年
8 张雪冬;矩形钢管混凝土短柱的数值试验[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 孙东生;滨南油田水力压裂模拟试验研究[D];中国地质科学院;2007年
10 高海宾;采煤工作面深孔煤层注水技术研究[D];安徽理工大学;2007年
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