CT三维重构煤体结构及瓦斯渗流数值模拟

摘要

通过CT扫描获得长焰煤切片数据图像,利用Image J将其xy平面切片编辑成60μm×80μm大小,选取其中120张连续切片作为目标区域导入Avizo中对其进行三维重构,使用CFX流体仿真模拟建模的方法,对其进行低压瓦斯渗流模拟,定量分析瓦斯在煤体中的渗流规律.结果表明:煤样孔隙的体积分形维数为2.56,煤样xy切面方向的分形维数在14.2～1.56之间;等价孔隙网络模型相比于球棒模型更为精确,测得煤样孔隙结构模型的孔隙数为1760,吼道数为956.沿+z方向的压降速度远小于沿-z方向的压降速度;沿-z方向流动的渗流速度远大于+z方向,最大流速达到600 m/s,是沿+z方向的1.5倍;二者的xy切面的平均渗流质量流量的绝大多数数量级大约为10-10 kg/s;渗流过程表现为势能和动能之间的转化.