? ? ? ? 水力沖洗技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，主要用于提高美國(guó)圣胡安盆地煤層氣的采收率。利用高壓水沖洗煤壁，將破碎的煤塊帶出，在煤層中形成一定的空腔，將應(yīng)力傳遞到鉆孔周?chē)?，達(dá)到卸壓的效果。鉆孔周?chē)臄_動(dòng)使鉆孔周?chē)a(chǎn)生大量新的裂隙，改變了煤體的孔隙度，從而提高了煤層的滲透性。建立了考慮煤體塑性破壞的水力沖煤多場(chǎng)耦合模型，利用COMSOL Multiphysics軟件研究水力沖孔過(guò)程的機(jī)理和變量的演化規(guī)律。煤層水力沖孔涉及到巖體塑性變形、瓦斯吸附等多物理量的相互作用。為實(shí)現(xiàn)水力沖孔強(qiáng)化采氣復(fù)雜的應(yīng)力-損傷-滲流耦合過(guò)程，提出了以下假設(shè)：

? ? ? ?(1)發(fā)生塑性變形以及產(chǎn)生新的裂隙，而彈性變形僅改變裂隙的孔徑。(2)水力沖孔引起的煤體塑性變形是一個(gè)產(chǎn)生新的裂隙和破壞原有煤體基質(zhì)的過(guò)程。塑性破壞后的煤體被視為具有較小基質(zhì)和較多裂隙的彈性介質(zhì)，如圖1（a）所示。(3)煤體是具有孔隙的雙重連續(xù)介質(zhì)。自由氣體被認(rèn)為是理想狀態(tài)氣體。(4)吸附氣和游離氣主要存在于孔隙和裂隙中，而水僅存在于裂隙中并在裂隙中運(yùn)移，氣體和水的輸運(yùn)過(guò)程如圖1（b）所示。(5)氣體的擴(kuò)散過(guò)程服從菲克擴(kuò)散定律，氣體和水的滲流過(guò)程服從達(dá)西定律。(6)拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。

基質(zhì)中瓦斯擴(kuò)散方程：

瓦斯、水滲流控制方程：

煤體變形控制方程：

破壞判斷準(zhǔn)則（D-P準(zhǔn)則）：

裂隙率控制方程：

幾何模型與邊界條件：

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