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煤层注水促抽瓦斯及其影响因素的数值模拟

发布时间:2018-02-14 03:07

  本文关键词: 煤层注水 多相渗流 瓦斯抽采 影响因素 数值模拟 出处:《哈尔滨工业大学学报》2017年11期  论文类型:期刊论文


【摘要】:为有效预防煤矿瓦斯灾害,获取煤层注水促抽瓦斯的合理参数,以常村煤矿2103工作面为例,依据多相渗流理论,采用Fluent软件的VOF模型及多孔介质模型耦合求解,对煤层注水促抽瓦斯技术及其影响因素进行数值模拟,并将模拟结果应用于现场,对比分析数值模拟与现场实测数据,二者基本吻合.研究结果表明:煤层瓦斯含量以注水孔为中心径向逐步降低,以抽采孔为中心径向逐步升高;注水前抽采阶段,随着抽采时间的增加,抽采范围逐渐增大,抽采孔瓦斯流量先快速下降,后逐步缓慢降低;注水促抽阶段,随着注水时间的增加,注水范围逐渐增大,注水流量逐步降低,煤层瓦斯含量缓慢升高,抽采孔瓦斯流量逐渐增加;注水后抽采阶段,随着抽采时间的增加,压力水覆盖范围持续增大,煤层瓦斯含量逐渐降低,抽采孔瓦斯流量逐渐减小.注水时机、注水时间、注水压力、注水方式、布置方式及钻孔间距是影响煤层注水促抽瓦斯效果的6个主要因素.瓦斯正常抽采20 d后,按照一注一抽方式及5 m间距布置注抽钻孔,在8 MPa煤层注水压力下间歇注水10 d,煤层注水促抽瓦斯效果较好.
[Abstract]:In order to effectively prevent coal mine gas disaster and obtain reasonable parameters of coal seam water injection to promote gas drainage, taking Changcun coal mine 2103 face as an example, according to the theory of multiphase seepage, the VOF model and porous media model of Fluent software are used to solve the problem. The gas drainage technology and its influencing factors are numerically simulated, and the simulation results are applied to the field, and the numerical simulation and the field measured data are compared and analyzed. The results show that the gas content of coal seam decreases gradually with water injection hole as the center radial direction, and increases gradually with the center radial direction of extraction hole, and the extraction range increases gradually with the increase of extraction time before water injection. In the stage of water injection, the range of water injection increases with the increase of water injection time, the water injection flow decreases gradually, and the gas content of coal seam increases slowly. At the stage of drainage after water injection, the coverage area of pressure and water increases continuously, the gas content in coal seam decreases gradually, the gas flux of drainage hole decreases gradually, the time of water injection, the time of water injection, the time of water injection, the gas flow rate of drainage hole increases gradually, the time of water injection increases, the gas content in coal seam decreases gradually, Water injection pressure, water injection mode, arrangement mode and borehole spacing are the six main factors that affect the gas drainage effect of coal seam water injection. After 20 days of normal gas extraction, the injection boreholes are arranged according to one injection and one drainage mode and 5 m spacing. At 8 MPa coal seam water injection pressure, intermittent injection for 10 days, coal seam injection gas drainage effect is better.
【作者单位】: 北京科技大学土木与资源工程学院;华北科技学院安全工程学院;
【基金】:中央高校基本科研业务费项目(3142015105) 国家自然科学基金(51074015);国家自然科学基金青年科学基金项目(51604018) 北京市自然科学基金青年科学基金项目(8164060)
【分类号】:TD712.6

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