孟 然，徐经苍，魏 攀，许满贵，成 宾

（1.西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054；2.陕西陕煤澄合矿业有限公司，陕西 澄城 715200）

顺层瓦斯抽放钻孔渗流场数值模拟及应用

孟 然1，徐经苍2，魏 攀1，许满贵1，成 宾2

（1.西安科技大学 能源学院，陕西 西安 710054；2.陕西陕煤澄合矿业有限公司，陕西 澄城 715200）

切实可行的瓦斯抽放方式是预防煤矿瓦斯事故灾害的重要方法之一。为了能准确合理地确定顺层瓦斯抽放钻孔的布置参数，基于煤层瓦斯流动理论，建立钻孔抽放瓦斯渗流场数学模型，运用有限元分析软件COMSOL-Multiphysics，以董家河煤矿22518工作面为例，对工作面顺层钻孔瓦斯抽放过程进行数值模拟，研究抽放钻孔周围瓦斯渗流场分布规律，确定22518工作面顺层瓦斯抽放钻孔的布置方式。结果表明：瓦斯抽放初期，瓦斯抽放量较大，持续时间较长，抽放瓦斯卸压作用使得钻孔周围一定范围内的煤体渗透率显著提高，在钻孔中心位置，瓦斯渗流速度达到最大值，煤体孔隙率随着抽放时间的推移逐渐降低，设计钻孔直径90mm，抽放负压20kPa，钻孔有效抽放半径确定为3～4m时抽放效果较好。该研究结果对提高瓦斯抽放效率，预防瓦斯事故灾害，保障煤矿安全生产具有重要的指导意义。

煤矿；瓦斯；顺层钻孔；数值模拟

0 引 言

煤层瓦斯抽放是积极防治瓦斯事故灾害的主要技术措施之一[1]，瓦斯抽放主要有巷道抽放和钻孔抽放，钻孔抽放是目前国内外抽放本煤层和邻近层瓦斯的主要方式，其中井下布孔抽放是抽放本煤层和邻近层瓦斯应用最多和较普遍的方法[2]。……