穿层钻孔抽放煤层瓦斯数值模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

穿层钻孔抽放煤层瓦斯数值模拟研究

作者

张军
单位

中煤科工集团重庆研究院瓦斯分院瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室
摘要

矿井瓦斯抽放是解决煤矿瓦斯问题、提高资源使用效益、确保煤矿安全生产的一种有效方法。为合理安排矿井抽掘采接替关系,确定穿层钻孔抽放参数,根据煤层瓦斯流动理论、质量守恒方程、真实气体状态方程、气体压缩系数方程,并以朗格缪尔方程作为吸附瓦斯解吸的数学规律,建立了穿层钻孔抽放煤层瓦斯数学模型,采用有限差分数值方法编制了计算程序,以全隐式格式确保计算过程的稳定性,根据实测煤层瓦斯参数进行了数值模拟计算,获得了穿层钻孔抽放条件下钻孔周围瓦斯压力分布情况以及钻孔有效抽放半径等抽放参数。分析表明,低透气性煤层抽放钻孔周围容易形成较高的瓦斯压力梯度,且在有限的抽放时间内有效抽放半径较小。数值模拟结果与现场实践基本一致。
关键词

穿层钻孔瓦斯抽放有效抽放半径数值模拟煤矿开采煤层瓦斯煤与瓦斯突出
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(51574280)；重庆市基础与前沿研究计划(cstc2015jcyjBX0076)；