鹤壁三矿煤层瓦斯预抽参数数值模拟研究

发布时间：2018-06-04 19:19

  本文选题：瓦斯抽采 + 负压　； 参考：《河南理工大学》2014年硕士论文

【摘要】：瓦斯抽采是防治煤与瓦斯灾害事故的主要技术措施,而合理的抽采参数能提高抽采效率和降低瓦斯事故发生的危险性。本文分析了影响抽采效果的主要因素,在煤层瓦斯赋存与流动规律的基础上建立了扩散—渗流耦合方程,结合三矿实际情况,用comsol模拟软件进行模拟,以0.74MPa作为界定有效抽采半径的标准,研究分析了有效抽采半径与抽采时间、孔径、抽采负压以及孔间距的关系。本文分别对穿层和顺层两种抽采方法进行了模拟,模拟结果如下:随着抽采时间的增加,有效抽采半径逐渐增加,抽采初期钻孔瓦斯流量最大,随着抽采时间的持续,钻孔流量逐渐减小并趋于稳定;有效抽采半径随着孔径的增加而增大,考虑单位孔径增量所引起的有效抽采半径增幅,确定94mm为最佳抽采孔径;以14.76kPa、25kPa、35kPa、45kPa四种抽采负压进行模拟,分析了有效抽采半径同抽采负压的关系,并提出25kPa左右为比较合适的穿层抽采负压,14.76kPa为比较适合的顺层抽采负压;模拟了合理孔间距,以预抽期半年为基准,穿层钻孔采取单排布孔方式,确定了孔间距为3.73m;顺层采取三花布孔方式,确定了孔间距为2.66m,以消除瓦斯抽采空白带。通过现场测试与模拟结果对比,表明所模拟结果与测试相符,根据模拟结果,制定了适合4101工作面的穿层和顺层抽采初步设计方案。
[Abstract]:Gas extraction is the main technical measure to prevent and cure coal and gas disaster accidents, and reasonable extraction parameters can improve the extraction efficiency and reduce the risk of gas accidents. In this paper, the main factors affecting the drainage effect are analyzed, and the diffusion seepage coupling equation is established on the basis of the occurrence and flow law of coal seam gas. Combined with the actual situation of the three mines, the simulation is carried out by comsol simulation software. The relationship between effective extraction radius and extraction time, pore diameter, suction negative pressure and hole spacing was studied by using 0.74MPa as the standard to define the effective extraction radius. The simulation results are as follows: with the increase of extraction time, the effective extraction radius increases gradually, the gas flow of borehole is the largest in the early stage of drainage, and the drainage time continues. The effective extraction radius increases with the increase of the pore diameter, considering the increase of the effective extraction radius caused by the increment of the unit pore diameter, 94mm is determined as the best extraction aperture, and the negative pressure of four pumping pressures is 14.76kPa25kPa25kPa35kPa45kPa. The relationship between the effective extraction radius and the suction negative pressure is analyzed, and it is proposed that 25kPa is a more suitable negative pressure for the substratum pumping, and the reasonable hole spacing is simulated, and the half year pre-pumping period is taken as the reference. The hole spacing is determined to be 3.73 m by single row of hole arrangement and 2.66 m by three-pattern cloth hole along the layer to eliminate the blank zone of gas drainage. The comparison between the field test and the simulation results shows that the simulated results are consistent with the test. According to the simulation results, the preliminary design scheme for the mining of the piercing layer and the bedding layer suitable for 4101 working face is established.
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.6

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本文编号：1978553