梁 冰，刘蓟南，孙维吉，李宏艳

（1.辽宁工程技术大学 力学与工程学院，辽宁 阜新123000；2.中国煤炭科工集团煤炭科学研究总院，北京100013）

瓦斯灾害，特别煤与瓦斯突出给煤矿带来了极大的危害，其中掘进工作面事故起数和死亡人数分别占40.92％和42.62％。因此，研究掘进工作面瓦斯流动规律对巷道掘进过程瓦斯治理具有重要的指导意义。

掘进工作面瓦斯流动规律是防治掘进面煤与瓦斯突出的前提。田靖安［1］等推导了煤层瓦斯压力计算的理论公式并提出“安全图解法”预测煤层瓦斯压力。高建良［2］等利用有限差分法对巷道周围瓦斯压力分布及瓦斯涌出量规律进行数值模拟。侯三中［3］等在考虑恒渗透率和变渗透率情况下，对掘进工作面瓦斯涌出规律进行研究。夏永军［4］等研究了掘进工艺对瓦斯渗流场演化规律的影响。以上学者只研究了单一因素影响下掘进面渗流场瓦斯压力分布及演化特征，没有对煤岩瓦斯渗流的气固耦合效应进行分析。

本文通过建立煤岩瓦斯渗流的气固耦合数学模型，采用变渗透率，对掘进面煤岩瓦斯渗流的耦合作用进行分析，为掘进工作面瓦斯动力灾害防治提供理论依据。

1 煤岩气固耦合模型的建立

1.1 基本假设

为建立掘进面瓦斯渗流耦合数学模型，进行如下假设［5］：煤层中原始瓦斯压力分布均匀；渗流过程可以按等温过程处理；煤岩为多孔介质，小变形；瓦斯在孔隙中的流动服从达西定律；煤岩介质为单相的瓦斯所饱和；……