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本煤层顺层预抽瓦斯钻孔间距数值模拟研究*

2017-04-16施永威王宗林孙维吉

中国安全生产科学技术 2017年5期

施永威,王宗林,2,梁 冰,周 阳,孙维吉

(1.辽宁工程技术大学 矿业学院,辽宁 阜新 123000; 2. 辽宁省阜新市国土资源局,辽宁 阜新 123000;3. 辽宁工程技术大学 力学与工程学院,辽宁 阜新 123000; 4. 东北煤田地质局 油气开发研究院,辽宁 沈阳 110000)

0 引言

随着煤矿开采深度进一步延伸,煤层中的瓦斯含量也逐渐增大[1],煤层钻孔预抽瓦斯是解决工作面瓦斯涌出和煤与瓦斯突出等动力灾害事故的重要方法,钻孔间距是钻孔抽采的重要参数,合理的钻孔间距布置对提高高瓦斯低透气性煤层瓦斯抽采率具有重要的意义。

煤层中瓦斯流动与煤岩体形变是相互联系、相互影响的,国内外很多学者通过建立耦合模型研究煤层预抽钻孔瓦斯运移。李晓红[2]基于地应力、煤层瓦斯压力对煤岩骨架产生的影响,建立了考虑多孔介质渗流基本理论的瓦斯流固控制方程,对钻孔抽放条件下的瓦斯渗流场进行了模拟分析,结果表明抽放半径与时间近似成幂指数关系;尹光志等[1,3-4]推导了考虑吸附膨胀应力的有效应力计算公式,建立了考虑孔隙率、渗透率动态模型的固气耦合模型,应用多物理场耦合软件分析了钻孔抽采瓦斯三维渗流特征,表明相关物性参数不变时,有效抽采半径为固定值;梁冰等[5-7]研究了裂隙瓦斯渗流、微孔隙吸附解吸扩散以及煤岩体变形等过程,建立流固耦合渗流模型,模拟研究钻孔间距3,5,7 m瓦斯的抽采效果,研究结果表明钻孔间距5 m瓦斯压力降低效果比较明显。……

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