深部煤层蠕变-渗流耦合作用下有效抽采半径对比研究

该研究论文深入探讨了"蠕变-渗流耦合作用下不同埋深有效抽采半径"这一关键问题，针对煤炭开采过程中的瓦斯控制技术进行了细致的理论分析与实证研究。作者郝富昌、刘彦伟、龙威成和左伟芹等人，基于河南理工大学河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室的科研平台，以及与中煤科工集团西安研究院有限公司和煤炭安全生产河南省协同创新中心的合作，共同构建了一种钻孔周围煤体黏弹塑性模型，旨在理解深部煤层在长期地下环境中如何影响瓦斯的抽取效率。 研究的重点在于不同深度（400米、600米和800米）的煤层，其中，浅部煤层（400米和600米）的蠕变变形相对较平缓，钻孔的收缩程度有限，保持了相对稳定的抽采通道，这意味着这些深度的煤层可以更有效地进行长时间的抽采，有效抽采时间较长。然而，随着深度增加至800米，煤体的蠕变现象显著加剧，钻孔的缩孔速度加快，这导致抽采通道在短短30天内就可能被堵塞，因此，有效抽采时间骤减到30天。这是由于深层煤层的高压和渗透率降低等因素共同作用的结果。 通过数值计算，研究者得出埋深400米、600米和800米的钻孔在3个月内的有效抽采半径分别为2.88米、1.62米和0.82米，这些数据与实际现场测量的结果高度吻合。这项研究成果对煤矿设计者来说具有重要意义，它提供了关于如何优化抽采钻孔布局的科学依据，以确保在高埋深条件下最大限度地提高瓦斯抽采效率，同时减少因地质条件变化带来的抽采难题。 关键词提炼了研究的核心内容，包括有效抽采半径、蠕变-渗流耦合、有效抽采时间和蠕变变形等，这些都是煤炭开采过程中不可忽视的关键因素。这篇论文不仅提升了我们对深部煤矿瓦斯管理的理解，也为提高煤矿安全性和资源利用效率提供了宝贵的理论支持。