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含瓦斯煤气固耦合作用在顺层双钻孔瓦斯抽采中的应用
  • 275
  • 139
  • 作者

    郭海军唐寒露王凯吴昱辰武建国关联合徐超

  • 单位

    中国矿业大学（北京）共伴生能源精准开采北京市重点实验室中国矿业大学（北京）应急管理与安全工程学院开滦（集团）有限责任公司

  • 摘要
    为研究顺层双钻孔抽采过程中煤层瓦斯压力和渗透率的变化规律,将煤体视为双重孔隙结构介质,结合气体滑脱效应等因素的影响,建立了基于双孔结构特征的含瓦斯煤气固耦合作用模型,并通过有限元方法进行了数值解算分析。结果发现,瓦斯抽采时,两钻孔之间区域的瓦斯压力下降幅度明显大于其他区域,而在两钻孔区域的外侧至研究区域的边界处均出现了较为显著的瓦斯压力梯度;当钻孔间距为5 m和10 m时,同等条件下相较于钻孔间距为2 m和15 m的情况,煤层渗透率相对较大,而且瓦斯抽采有效区域分布更为均匀。同时,当钻孔间距小于5 m时,有效的瓦斯抽采影响区域会出现严重重叠现象,增加施工成本,而当钻孔间距大于10 m时,煤层中会产生一定程度的瓦斯抽采盲区,因此,5～10 m可以作为瓦斯抽采钻孔的合理布置间距。
  • 关键词

    瓦斯抽采气固耦合钻孔间距煤体渗透率瓦斯压力

  • 基金项目(Foundation)
    国家自然科学基金资助项目（51904310,51874314,51774292）；
  • 文章目录
    0 引 言
    1 基于双孔结构特征的含瓦斯煤气固耦合模型
    1.1 基质孔隙瓦斯扩散特征
    1.2 裂隙瓦斯的流动特征
    1.3 含瓦斯煤的变形控制方程
    1.4 煤体渗透率演化规律
    2 顺层双钻孔瓦斯抽采几何模型及参数赋值
    2.1 几何模型与定解条件
    2.2 模型参数赋值
    3 结果与分析
    3.1 煤层瓦斯压力变化规律
    3.2 煤体渗透率变化规律
    3.3 讨论
    4 结 论
  • 引用格式
    郭海军,唐寒露,王凯,吴昱辰,武建国,关联合,徐超.含瓦斯煤气固耦合作用在顺层双钻孔瓦斯抽采中的应用[J].西安科技大学学报,2021,41(02):221-229.
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