谭云亮,尹延春,滕桂荣,赵志刚,田智威,2

(1．山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590;2．中国地质大学(武汉)资源学院,湖北武汉430074)

基于Lattice Boltzmann方法的瓦斯渗流模拟研究

谭云亮1,尹延春1,滕桂荣1,赵志刚1,田智威1,2

(1．山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东青岛 266590;2．中国地质大学(武汉)资源学院,湖北武汉430074)

为了更好地处理瓦斯渗流中的吸附-解吸问题和复杂边界条件,Lattice Boltzmann方法(LBM)被引入到瓦斯渗流模拟研究中。给出了考虑Klinkenberg效应和吸附-解吸特性的LBM瓦斯渗流方程和建模方法,得到了2种因素对渗流的影响,模拟研究获得了煤体中瓦斯压力在时间上的演化和空间上的分布规律、不同裂隙分布对瓦斯流动的影响,对比分析了抽放压力及抽放孔布置对瓦斯抽放效果的影响等,并初步探索了煤体细观结构图像处理与LBM相结合的瓦斯渗流模拟研究新思路。

Lattice Boltzmann方法;瓦斯渗流;瓦斯压力;瓦斯抽放;图像处理

瓦斯渗流理论是专门研究煤体内瓦斯压力分布及其流动变化规律的理论,其研究成果对预防瓦斯动力灾害和开发煤层气资源等有重要的意义[1-3]。为了研究煤体瓦斯流动规律及瓦斯抽放等,国内外学者进行了大量的研究工作,先后发展了线性渗透理论[4]、线性扩散理论[5]、渗透扩散理论[6]、非线性扩散理论[7]、地球物理场效应的渗流理论[8]和多煤层瓦斯越流理论[9]等,为煤矿的安全生产起到了一定的指导作用。……