深井条带面高压逾裂煤层注水模拟与卸压应用

作者

周刚于岩斌文金浩
单位

山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室澳大利亚联邦科学与工业研究组织能源研究分院
摘要

淄博矿业集团唐口煤矿毗邻济宁市区,地面村庄压煤比较严重,为保证矿井的正常生产接续,该矿采煤工作面一般采用90 m面长的条带面。由于唐口煤矿为千米深井,煤层具有冲击倾向性,且煤层孔隙率小、地应力大,因此可采用煤层注水工艺达到卸压的目的。首先构建了以煤体的流固耦合方程、液体流在多孔介质的连续性方程为基础的煤层注水数学模型。在建立煤层注水数值模拟几何模型的基础上,根据济北煤田的实际情况,采用ANSYS计算软件对70 m单向长钻孔布置形式在3.5、21.0 MPa两种注水压力条件下的渗流压力场、速度场,以及煤体水分增加情况进行了数值模拟。根据模拟结果,设计了针对唐口煤矿5301工作面的高压逾裂煤层注水技术工艺,取得了较好的卸压效果。
关键词

高压逾裂渗流—应力耦合煤层注水数值模拟深井卸压
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金重点项目(U1261205)；国家自然科学基金项目(51474139,51204103)；山东科技大学杰出青年科技人才支持计划项目(2014JQJH106)；山东煤炭安全高效开采技术与装备协同创新中心；矿山灾害预防控制国家重点实验室培育基地开放基金项目(MDPC2013KF13)；煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室开放研究基金项目(JYBSYS2014105)；
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