高瓦斯厚煤层顺层钻孔有效抽采区及参数优化研究

摘要：

为研究顺层抽采时不同参数对高瓦斯煤层抽采效果的影响,以Fick扩散、Darcy定律、理想气体状态方程和Langmuir方程为基础,结合煤体的裂隙-孔隙双重孔隙介质结构、瓦斯和水的运移特性,建立了瓦斯-水的气水两相流的流-固耦合数学模型;利用COMSOL Multiphysics软件对漳村煤矿3#煤层顺层抽采进行数值模拟研究.结果表明:在一定范围内钻孔直径越大,抽采效率越高;抽采负压变化对瓦斯有效抽采区域和瓦斯压力变化的影响非常微弱,对抽采效率的提升不大;减小钻孔间距可以有效提高抽采效率,但并不是钻孔间距越小越好;在抽采初期,各钻孔的有效抽采区域处于相互独立状态,随着抽采进程,各钻孔有效抽采区域逐渐增大并与相邻钻孔的有效抽采区域汇合叠加,形成整体有效抽采区域;当要求抽采100 d内达标时,漳村煤矿3#煤层单排布孔最佳方案为钻孔直径94 mm、抽采负压20 kPa、钻孔间距3 m.

关键词：顺层抽采、有效抽采区域、流固耦合、数值模拟、高瓦斯煤层

所属期刊栏目：53

分类号：TD712(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;中国博士后科学基金特别资助项目;辽宁省教育厅科学技术研究资助项目

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：212-221