為預(yù)測(cè)煤礦瓦斯治理中鉆孔有效抽采半徑,以貴州省四季春煤礦6號(hào)煤層為例,建立鉆孔周圍單元體瓦斯?jié)B流模型,理論推導(dǎo)徑向流場(chǎng)瓦斯壓力分布特性,采用Comsol數(shù)值模擬得到不同抽采時(shí)間沿鉆孔徑向瓦斯壓力分布云圖;根據(jù)理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬數(shù)據(jù),結(jié)合臨界瓦斯壓力（0.5 MPa）,得出有效抽采半徑,并現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:理論與模擬有效抽采半徑結(jié)果相對(duì)誤差率均小于10%,準(zhǔn)確性較好;有效抽采半徑與抽采時(shí)間線性相關(guān),因現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)有效抽采半徑較為復(fù)雜,通過理論和數(shù)值模擬方法可預(yù)測(cè)有效抽采半徑,為井下瓦斯的治理鉆孔瓦斯抽采提供參考。 

【文章來源】：中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,30(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

鉆孔周圍瓦斯?jié)B流單元體

采用數(shù)值仿真軟件Comsol研究四季春煤礦6號(hào)煤層瓦斯抽采半徑。模型為寬20 m、高2 m矩形，鉆孔位于矩形中央，孔徑75 mm，抽采負(fù)壓20 kPa，數(shù)值模型如圖2所示，具體參數(shù)見表1。煤層頂?shù)装鍨椴煌笟鈳r石，數(shù)值模型外邊界無壓力梯度，上覆巖層壓力為12.25 MPa。鉆孔邊界壓力為抽采負(fù)壓;求解域初始?jí)毫槊簩釉纪咚箟毫?.92 MPa。3.2 模擬結(jié)果分析

根據(jù)所設(shè)定邊界條件，應(yīng)用Comsol軟件分別模擬6號(hào)煤層抽采時(shí)間為30、60、90、120、150天時(shí)預(yù)抽瓦斯鉆孔沿鉆孔徑向抽采效果變化，瓦斯壓力演化情況如圖3所示。瓦斯壓力分布云圖直觀反映鉆孔周圍煤層中瓦斯壓力變化情況。圖3表明:鉆孔周圍煤層瓦斯壓力較小，離鉆孔位置較遠(yuǎn)處煤層瓦斯壓力偏大;抽采過程中離鉆孔較遠(yuǎn)處煤層瓦斯在抽采負(fù)壓驅(qū)動(dòng)和煤層自身瓦斯壓力差作用下，逐漸向鉆孔附近匯聚;隨持續(xù)抽采，鉆孔周圍煤層瓦斯壓力逐漸降低，靠近鉆孔位置處煤層瓦斯壓力變化梯度較大，瓦斯壓力降低速度快，瓦斯抽采效果更加明顯。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3557677