基于COMOSOL模擬的定向長距離鉆孔合理布置間距研究
發(fā)布時間:2024-03-24 08:21
根據(jù)上社煤礦15#煤層瓦斯基礎(chǔ)參數(shù),采用COMOSOL軟件模擬了單個鉆孔和多個鉆孔不同抽采負壓和抽采時間時的煤層瓦斯壓力變化情況。結(jié)果表明:單個鉆孔抽采90 d以后,鉆孔瓦斯壓力梯度變化較小:多個鉆孔進行抽采時,鉆孔的合理抽采負壓為20 kPa,抽采時間不少于90 d時,鉆孔的合理布置間距為10 m,F(xiàn)場試驗結(jié)果表明,數(shù)值模擬出的定向長距離鉆孔的合理布置間距為10 m是可靠的。
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本文編號:3937197
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圖1幾何模型
根據(jù)上社公司15#煤層工程地質(zhì)情況,瓦斯抽采數(shù)值模擬幾何模型如圖1所示,煤層厚度5.67m,鉆孔以一定的間距分布在煤層的中心位置,其中AB為瓦斯抽采效果觀測線,O為瓦斯抽采效果觀測點。通過以上屬性該軟件能夠有效對前文所建立的瓦斯抽采流-固-熱耦合模型進行有效解算,數(shù)值模擬參數(shù)如....
圖2不同抽采時間鉆孔周圍瓦斯壓力分布云圖
單鉆孔抽采瓦斯時,不同抽采時間下鉆孔周圍瓦斯壓力分布云圖如圖2所示。隨著抽采鉆孔不間斷抽采煤層瓦斯,鉆孔周圍煤層瓦斯壓力逐漸減小,在鉆孔負壓作用下形成的瓦斯流場范圍逐漸增大。由圖2可以看出,抽采30d時,工作面殘余瓦斯壓力為1.057MPa;抽采60d時,工作面殘余瓦斯壓力....
圖3不同抽采時間鉆孔周圍瓦斯壓力變化
不同抽采時間鉆孔周圍瓦斯壓力變化如圖3所示。由圖3可以看出,鉆孔影響范圍隨著抽采時間的增長逐漸增大,在初始階段瓦斯壓力梯度較大,90d以后,瓦斯壓力梯度逐漸減小。主要原因是鉆孔施工過程中鉆孔周圍較小范圍內(nèi)煤體由于受到應(yīng)力集中和卸壓影響,應(yīng)力集中煤體滲透率減小,卸壓煤體滲透率增加....
圖4不同抽采負壓抽采90d時瓦斯抽采效果觀測點處瓦斯壓力
不同抽采負壓抽采90d時,瓦斯抽采效果觀測點O處瓦斯壓力如圖4所示,可以看出,抽采90d時,觀測點O處的瓦斯壓力,隨著抽采負壓的減小而不斷減小,但減幅不斷減小。抽采負壓為-5kPa時,抽采90d,觀測點O處的瓦斯壓力為0.623MPa,當負壓分別降低到-10、-15、....
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