非均质煤层瓦斯渗流的SPH方法模拟研究

程国强^1,2，赵芳^1,2，尚永会^1,2，谭云亮^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2. 山东科技大学矿业与安全工程学院

摘 要：应用光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics,SPH)方法对煤层瓦斯渗流进行模拟研究。针对非均质煤层瓦斯瞬态渗流问题,利用Fortran语言编制了变系数瓦斯渗流偏微分方程的求解程序,通过虚粒子法处理边界条件,构建了无网格性质的SPH瓦斯渗流模型。进行了不同原始瓦斯压力和透气性系数时常系数渗流方法下结果的误差分析,同时考虑透气性系数受矿山压力及Weibull分布影响的非均质煤层,分析了非均质煤层中瓦斯压力及涌出量的变化规律。模拟结果表明:应用SPH方法能很好的模拟煤层的瓦斯渗流;矿山压力影响以及透气性系数按Weibull分布赋值的非均质煤层都会导致瓦斯渗流的非线性。

关键词：SPH;瓦斯;非均质;虚粒子;瞬态渗流;