含瓦斯煤气固耦合作用在顺层双钻孔瓦斯抽采中的应用
2021-04-09郭海军唐寒露吴昱辰武建国关联合
西安科技大学学报 2021年2期
关键词:区域
郭海军,唐寒露,王 凯,吴昱辰,武建国,关联合,徐 超
(1.中国矿业大学(北京) 共伴生能源精准开采北京市重点实验室,北京 100083;2.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院,北京 100083;3.开滦(集团)有限责任公司,河北 唐山 063018)
0 引 言
近年来,我国经济社会的发展对煤炭资源的需求量骤增,浅部煤炭赋存区资源已近枯竭,煤炭开采开始快速向更深的资源赋存区推进,而深部煤层赋存区的地质条件比较复杂,煤层瓦斯含量、压力以及地应力相对较高,而煤体渗透性却相对较低,更容易引起瓦斯动力灾害事故的发生[1]。另外,作为典型的温室气体之一,煤层瓦斯造成的温室效应是同质量二氧化碳的20~60倍[2]。因此,瓦斯抽采在保障矿井安全生产和保护环境等方面意义重大。
在钻孔瓦斯抽采过程中,煤层渗透性是影响瓦斯高效抽采的关键因素[3-4],合理设置抽采钻孔和维持钻孔的稳定性是保障瓦斯长效抽采的基础[5]。长久以来,对煤层瓦斯抽采的理论和试验研究从未间断,研究成果亦是层出不穷。俞启香和于不凡等先后对煤炭开采时邻近煤层与开采煤层之间的空间联系进行了研究并据此将瓦斯抽采技术进行了分类[6-7]。ZHANG等基于双孔弹性介质理论构建了可以有效表征裂隙介质体中流体流动和岩石变形相互耦合的数学模型并结合数值分析手段研究了不同形式钻孔的稳定性[8-9]。郭春生等以阳泉矿区为例,采用多手段相结合的方法,构建了本构模型,并模拟研究了不同抽采时间下煤层底板穿层钻孔的抽采效果[10]。……
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