夹矸对煤层瓦斯抽采影响的数值模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

夹矸对煤层瓦斯抽采影响的数值模拟研究

作者

刘泉霖王恩元李忠辉孔祥国
单位

中国矿业大学煤矿瓦斯与火灾防治教育部重点实验室中国矿业大学安全工程学院
摘要

为解决含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的合理布置问题,通过建立瓦斯抽采的煤岩体变形控制方程、瓦斯运移控制方程和孔隙率与渗透率演化方程,结合瓦斯抽采的初始及边界条件,推导出了瓦斯抽采固气耦合模型。利用多物理场分析软件COMSOL Multiphysics,并结合某矿IV13煤层的实际地质条件,对煤层单一抽采钻孔周围煤体的瓦斯压力、渗透率、位移的分布规律进行了数值模拟与分析,确定了含夹矸煤层瓦斯抽采钻孔的孔间距,从而为含夹矸煤层抽采钻孔的优化布置提供了依据。研究结果表明,在瓦斯抽采过程中,随着煤体距钻孔距离的减小,煤层不含夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最小,钻孔周围煤体位移量最大;钻孔未穿过夹矸时钻孔周围煤体瓦斯压力下降幅度、渗透率上升幅度最大,钻孔周围煤体位移量最小。
关键词

煤炭开采含夹矸煤层瓦斯抽采固气耦合模型抽采钻孔孔间距
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金资助项目(51574231)；
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