矿业安全与环保

作者：祁云霞, 连清旺

关键词：流-固耦合, 脉冲注水, 数值模拟, 孔隙压力, 湿润半径

为了研究煤层脉冲注水技术的增湿机理及脉冲参数对煤体力学特征和煤体湿润效果的影响规律，基于流—固耦合理论建立脉冲注水几何模型，采用Rfpa软件和Comsol Multiphysics 5.4软件内置脉冲压力函数进行数值模拟。模拟结果显示，相较于定压注水，脉冲交变压力注水对煤层的“水楔劈裂”作用明显增强；随着脉冲时间的增加，煤体孔隙压力呈现出周期性波动上升的趋势；孔隙压力增加，煤体有效应力相应降低；脉冲压力和时间与煤体湿润半径之间存在一定的数学关系，而脉冲角频率对湿润效果的影响甚微。在进行脉冲注水时可采用高压低频脉冲的注水方式并保证一定的注水时间，能起到较好的煤体增湿效果。

来源：2024年第5期

《矿业安全与环保》期刊编辑部

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