為了深入掌握二氧化碳/氮氣驅替煤層瓦斯的本質物理過程,分析驅替過程中不同氣體的流動機制及相應控制因素,以Langmuir模型、Langmuir吸附膨脹模型、P&M滲透率模型和可變Klinkenberg系數(shù)模型為基礎,建立混合氣體在煤中的吸附方程和吸附膨脹方程,以及驅替過程的煤體絕對滲透率和視滲透率方程,并最終通過氣體質量守恒定律推導二氧化碳/氮氣驅替煤層瓦斯的耦合數(shù)學模型。該模型全面考慮混合氣體的吸附解吸、擴散、Darcy流和由Klinkenberg效應產(chǎn)生的附加流量,可用于計算驅替過程中不同氣體的含量、壓力變化,注入和產(chǎn)出氣體量,產(chǎn)出氣體組分等,為二氧化碳/氮氣驅替煤層瓦斯的工程設計提供了理論基礎。

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