煤层瓦斯钻孔有效抽采半径研究

发布时间：2021-12-30 06:42

　　为预测煤矿瓦斯治理中钻孔有效抽采半径,以贵州省四季春煤矿6号煤层为例,建立钻孔周围单元体瓦斯渗流模型,理论推导径向流场瓦斯压力分布特性,采用Comsol数值模拟得到不同抽采时间沿钻孔径向瓦斯压力分布云图;根据理论推导和数值模拟数据,结合临界瓦斯压力（0.5 MPa）,得出有效抽采半径,并现场试验验证。结果表明:理论与模拟有效抽采半径结果相对误差率均小于10%,准确性较好;有效抽采半径与抽采时间线性相关,因现场实测有效抽采半径较为复杂,通过理论和数值模拟方法可预测有效抽采半径,为井下瓦斯的治理钻孔瓦斯抽采提供参考。 

【文章来源】：中国安全科学学报. 2020,30(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

钻孔周围瓦斯渗流单元体

采用数值仿真软件Comsol研究四季春煤矿6号煤层瓦斯抽采半径。模型为宽20 m、高2 m矩形，钻孔位于矩形中央，孔径75 mm，抽采负压20 kPa，数值模型如图2所示，具体参数见表1。煤层顶底板为不透气岩石，数值模型外边界无压力梯度，上覆岩层压力为12.25 MPa。钻孔边界压力为抽采负压;求解域初始压力为煤层原始瓦斯压力0.92 MPa。3.2 模拟结果分析

根据所设定边界条件，应用Comsol软件分别模拟6号煤层抽采时间为30、60、90、120、150天时预抽瓦斯钻孔沿钻孔径向抽采效果变化，瓦斯压力演化情况如图3所示。瓦斯压力分布云图直观反映钻孔周围煤层中瓦斯压力变化情况。图3表明:钻孔周围煤层瓦斯压力较小，离钻孔位置较远处煤层瓦斯压力偏大;抽采过程中离钻孔较远处煤层瓦斯在抽采负压驱动和煤层自身瓦斯压力差作用下，逐渐向钻孔附近汇聚;随持续抽采，钻孔周围煤层瓦斯压力逐渐降低，靠近钻孔位置处煤层瓦斯压力变化梯度较大，瓦斯压力降低速度快，瓦斯抽采效果更加明显。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3557677