软煤夹层水射流卸压增透瓦斯抽采技术：数值模拟与试验

"软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯数值模拟及试验" 本文探讨了在煤矿瓦斯抽采过程中的一种新技术——软煤夹层水射流层状卸压增透抽采，以解决传统水力冲孔技术存在的问题。水力冲孔通常用于提高煤层的透气性，但可能伴随着出煤量过大、卸压不均匀和应力集中等副作用。因此，研究人员提出了软煤夹层水射流层状卸压技术，该技术旨在通过精确控制水射流分支的数量和尺寸，实现更均匀的卸压，从而提高瓦斯抽采效率。 文章构建了一个多物理场理论模型，该模型考虑了瓦斯压力压缩和煤基质吸附瓦斯膨胀对煤体变形的影响。模型涵盖了应力场、裂隙场和渗流场的耦合效应，这有助于理解不同参数如何影响瓦斯压力和含量的变化。借助COMSOL数值模拟软件，研究了不同水射流分支配置下，煤体瓦斯压力和含量的变化规律。 研究结果显示，当水射流分支长半轴为2 m，短半轴为0.22 m，分支数为6时，能取得最佳的卸压效果。对比常规水力冲孔，水射流层状卸压技术的有效抽采半径更大，约为其2.14倍，且在有效影响范围内，瓦斯含量降低更为显著，为常规方法的1.71倍。此外，现场试验在新义煤矿进行，表明即使在较低的出煤率下，该技术也能实现更长时间的高浓度瓦斯抽采。 这项技术的创新性和实用性对于未来煤矿瓦斯治理具有重要意义，它不仅可以提高抽采效率，减少瓦斯含量，还有助于防止因应力集中导致的安全隐患。软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯技术的进一步发展和应用，有望成为提升煤矿安全生产水平的关键手段。