卸压开采地面钻井抽采的数值模拟研究
本文选题:渗透率 + 数值模拟 ; 参考:《煤炭学报》2015年S2期
【摘要】:卸压开采地面钻井抽采是煤与瓦斯共采的关键技术之一,是提高瓦斯采出率确保高瓦斯突出煤层安全高效开采的重要措施。在现有研究的基础上,综合岩体渗透率与应力的指数关系、岩体渗透率与塑性裂隙发育情况的关系以及采空区内破碎岩体压实过程中渗透率的变化情况,运用FLAC3D内嵌的FISH语言对渗流模式进行二次开发。结合淮南某矿卸压开采地面钻采的实际地质条件,运用所建模型模拟了卸压抽采过程中围岩渗透率的变化情况,掌握了被保护层、采空区以及钻孔周围渗透率的分布情况。在此基础上进行了钻采瓦斯的渗流计算,在验证地面瓦斯抽采效果的同时掌握了卸压抽采瓦斯的渗流路径:认为被保护层瓦斯除了直接涌入抽采钻井,大部分瓦斯首先渗流至邻近岩体,再通过层间岩体涌入瓦斯抽采钻孔。通过淮南某矿卸压抽采过程中的抽采实测数据以及邻近工作面裂隙带实测数据验证了数值模型的正确性。
[Abstract]:Surface drilling and drainage is one of the key technologies of coal and gas mining, and it is an important measure to improve the rate of gas production to ensure the safe and efficient mining of high gas outburst coal seam. On the basis of existing research, the relationship between rock mass permeability and stress, the relationship between rock mass permeability and plastic fracture development, and the change of permeability during compaction of broken rock mass in goaf are synthesized. The second development of seepage model is carried out by using fish language embedded in FLAC3D. Combined with the actual geological conditions of ground drilling and production in a certain mine in Huainan, the change of surrounding rock permeability in the process of unpressurized extraction is simulated by using the established model, and the distribution of permeability of protected layer, goaf and borehole is mastered. On the basis of this, the seepage calculation of drilling and producing gas is carried out, and the seepage path of gas extraction under pressure relief is mastered while the effect of surface gas extraction is verified. It is considered that the protected bed gas flows directly into the drainage drilling in addition to the direct influx of the gas in the protected bed. Most of the gas first percolated to the adjacent rock mass and then poured into the gas drainage borehole through the interlayer rock mass. The validity of the numerical model is verified by the measured data of pumping and mining in Huainan coal mine and the crack zone of adjacent working face.
【作者单位】: 中国矿业大学矿业工程学院;中国矿业大学深部煤炭资源开采教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51374200,51404249) 江苏高校优势学科建设工程资助项目
【分类号】:TD712.6
【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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,本文编号:2082039
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