›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (1): 265-270.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

随机分布裂隙煤岩体模型及其应用

张春会1,于永江2,岳宏亮1,赵全胜1   

  1. 1. 河北科技大学 建筑工程学院,石家庄 050018;2. 辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 123000
  • 收稿日期:2009-02-27 出版日期:2010-01-10 发布日期:2010-02-02
  • 作者简介:张春会,男,1976年生,博士,副教授,主要从事采矿岩体力学和环境岩土工程方面的研究。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点项目(No. 50434020);河北省科技支撑项目(No. 07276947);河北省教育厅项目(No. Z2009315);河北科技大学杰出引进人才项目;河北科技大学校立基金和博士科研项目(No. XL200835,No. QD200939)。

Model with random cleats distribution for coal seams and its application

ZHANG Chun-hui1,YU Yong-jiang2,YUE Hong-liang1,ZHAO Quan-sheng1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China; 2. School of Mechanics and Science Engineering, Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China
  • Received:2009-02-27 Online:2010-01-10 Published:2010-02-02

摘要:

煤层中随机裂隙展布模拟技术是瓦斯抽放数值模拟中的关键技术。利用Monte-Carlo模拟技术模拟实际煤岩裂隙的随机性,建立了随机分布裂隙煤岩体模型,并在Matlab平台下开发了二维随机裂隙煤岩体生成程序RFSS 2D。在煤岩实测数据和统计分析的基础上,利用编制的程序不仅能生成与实际煤岩具有相同统计分布裂隙网络的虚拟煤岩体,而且能实现有限元网格自动剖分。以辽宁某瓦斯抽放试井作为数值算例,依据实测和统计数据建立了随机裂隙分布的煤岩体模型,模拟了瓦斯压和应力的演化规律,结果表明,与瓦斯抽放井连通的裂隙对瓦斯运移影响很大,与瓦斯抽放井不连通的裂隙对瓦斯运移也有影响,但影响有限。

关键词: 随机分布裂隙, Monte-Carlo模拟, 煤岩体模型, 瓦斯渗流

Abstract:

How to simulate random distribution of cleats in coal rock is key technique for simulation of methane recovery. Monte Carlo simulation technique is adopted to simulate the randomness of cleats distribution; and the model with random cleats distribution for coal seams is presented. RFSS2D (Random Fracture Simulation System in two dimensions) is developed with Matlab. Based on spot data for coal and their statistical analysis, not only the virtual fractured coal seams in which there is the same fractured statistical law with real engineering rock can be generated, but also FEM grid can be performed automatically by RFSS 2D. As a numerical case, a gas production well in Liaoning is studied with the model. According to spot and statistical data the model of random fractured coal is set up; and gas pressure and stress evolution are simulated. The results are as follows: Cleats which are connected with gas well greatly effect on gas flow; and cleats which are not connected with gas well finitely effect on gas flow.

Key words: random distributed cleats, Monte-Carlo simulation, model, gas flow

中图分类号: 

  • TU 443
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