顺层抽采钻孔有效抽采区数值模拟研究

作     者：胡永军 HU Yongjun

作者机构：山西兰花同宝煤业有限公司山西高平048400 

出 版 物：《煤矿现代化》 (Coal Mine Modernization)

年 卷 期：2024年第33卷第3期

页      面：114-118页

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

主　　题：瓦斯治理 顺层抽采 瓦斯压力 数值模拟 多场耦合 

摘      要：为探究顺层抽采条件下不同抽采参数对于瓦斯抽采效果的影响,以芦河煤业3号煤层为例,采用双重孔隙介质模型结合固体变形方程作为固体场控制方程,并采取Fick扩散与达西定律结合流体连续性方程作为流体场控制方程,利用COMSOL软件建立了瓦斯抽采多场耦合数值模型。探究了钻孔直径,抽采时间,抽采负压,钻孔间距影响下的瓦斯压力与有效抽采区变化规律。结果表明:瓦斯抽采效率随着钻孔直径的增加而提高。瓦斯压力随抽采时间的增加而降低,抽采前期钻孔有效抽采区的变化范围较小,当煤层瓦斯压力降低至安全界定值后,有效抽采区范围迅速扩张。增大抽采负压无法有效改善有效抽采区范围。抽采钻孔布置间距越小,有效抽采区的范围提升越快。最终确定芦河煤业3号煤层顺层抽采钻孔的布置参数为:钻孔直径94 mm,抽采时间50 d,抽采负压20 kPa,钻孔间距5 m。