基于Klinkenberg效應影響的煤體瓦斯滲流規律及其滲透率計算方法

王登科,魏建平,付啟超,劉 勇

(1．河南理工大學河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地,河南焦作 454000;2．河南理工大學安全科學與工程學院,河南焦作 454000;3．煤炭安全生產河南省協同創新中心,河南焦作 454000)

基于Klinkenberg效應影響的煤體瓦斯滲流規律及其滲透率計算方法

王登科1,2,3,魏建平1,2,3,付啟超1,2,劉 勇1,2,3

(1．河南理工大學河南省瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室——省部共建國家重點實驗室培育基地,河南焦作 454000;2．河南理工大學安全科學與工程學院,河南焦作 454000;3．煤炭安全生產河南省協同創新中心,河南焦作 454000)

針對氣體滲流存在的Klinkenberg效應,利用自主研發的三軸瓦斯滲流實驗系統,對煤層瓦斯的滲流特性進行了研究。通過實驗數據分析和理論推導,提出了一種綜合氣體動力黏度和壓縮因子影響及克氏效應的煤層瓦斯滲透率計算方法。通過比較傳統的擬壓力法計算結果,考慮克氏效應方法在理論上和數據處理結果上更合理、更準確。研究結果表明：①克氏效應對煤層瓦斯滲流影響明顯,利用考慮克氏效應方法評估的滲透率結果正確,能充分反映出氣體滲流的真實狀態。②吸附解吸作用對煤層瓦斯滲透性有一定的影響,其影響結果是導致煤層絕對滲透率的降低。③處于標準狀況附近的氣體,可以忽略動力黏度和壓縮因子對其滲透性的影響,離開標準狀況較遠的氣體,需要考慮動力黏度和壓縮因子對其滲透性的影響。研究結果對正確認識克氏效應和選擇更精確的含瓦斯煤滲透率計算方法具有一定的指導價值。……