Resumen

Nuestra universidad lleva muchos años estudiando la inyección de agua o vapor a alta temperatura en lechos de carbón de baja permeabilidad para la extracción rápida y eficaz de metano en capas de carbón, y pronto se pondrá en práctica sobre el terreno. Con una consideración exhaustiva del acoplamiento de la transferencia de calor, la filtración de agua, la desorción del metano del lecho de carbón y la deformación de la masa de carbón y roca, el artículo establece un modelo matemático más completo del efecto de acoplamiento de la deformación, la filtración y la transferencia de calor en el transporte del metano del lecho de carbón. En comparación con los estudios anteriores, este modelo teórico considera el cambio de metano en capas de carbón adsorbido y libre a alta temperatura y el transporte de metano en capas de carbón causado por un gradiente de alta temperatura. Utilizando la mina de carbón de Tunlan del Grupo de Carbón Coquizable de Shanxi para realizar las simulaciones numéricas del proyecto de extracción de metano en lecho de carbón mediante tecnología de inyección de calor, los resultados muestran que (1) el agua a alta temperatura fluyó hacia el pozo de extracción a lo largo de las fisuras fracturadas, con filtración hacia la masa de carbón a ambos lados de la fisura al mismo tiempo, calentando gradualmente el lecho de carbón y formando una distribución arqueada de la temperatura de alta a baja para un área desde la fisura fracturada hasta los límites superior e inferior del lecho de carbón. En el trigésimo día de inyección de calor, la temperatura del lecho de carbón en la zona de inyección de calor oscilaba entre 140°C y 260°C. (2) A altas temperaturas, la desorción del gas del lecho de carbón fue rápida, y el contenido de gas adsorbido formó un embudo ovalado desde el orificio de inyección de calor hacia el orificio de extracción, centrado por la fisura fracturada, y migrando hacia los límites superior e inferior del lecho de carbón. Junto con la inyección de calor y la extracción, el contenido de gas absorbido disminuyó rápidamente, y en el trigésimo día de inyección, el contenido de gas absorbido de toda la zona de inyección de calor disminuyó a 1,5 m3/t, sólo el 7% del original. (3) Durante la inyección de calor, la presión de poro del gas de los lechos de carbón aumentó rápidamente y alcanzó los 5,5 MPa el décimo día, unas 4,5 veces la original, y la presión de poro se estabilizó en 3,5 MPa el trigésimo día de extracción. Un gradiente de presión de gas tan elevado favoreció el rápido flujo y drenaje del gas.

• Materias:Matemáticas
• Subjects:mathematics
• Palabras claves:transporte de metano en lecho de carbón, inyección de calor, trigésimo día, lecho de carbón, metano en lecho de carbón, pozo de extracción, fisura fracturada, contenido de gas, transferencia de calor, límites inferiores
• Keywords:coalbed methane transport, heat injection, thirtieth day, coalbed, coalbed methane, extraction hole, fractured fissure, gas content, heat transfer, lower boundaries