水力冲孔在煤层瓦斯抽采中的数值模拟与影响分析

"水力冲孔抽采瓦斯数值模拟分析" 本文主要研究了在突出煤层中使用水力冲孔技术进行瓦斯抽采时的影响范围不确定性和效果差异性问题。作者孙海朋和王尧在中马村矿进行了深入研究，基于岩石力学理论和多孔介质渗流理论，对这一技术进行了理论分析和数值模拟。 首先，研究以岩石力学为理论基础，考虑煤层在水力冲孔作用下的应力变化和结构破坏。岩石力学在此过程中起到了关键作用，它解释了如何通过水力冲孔改变煤层的应力状态，从而实现瓦斯的释放。多孔介质渗流理论则用于理解瓦斯在煤层中的流动特性，这有助于建立合理的瓦斯抽采模型。 接着，借助COMSOL Multiphysics这一高级的数值模拟工具，构建了流固耦合模型。这个模型能够模拟水力冲孔过程中煤体与流体（如水和瓦斯）之间的相互作用，以及由此产生的孔隙压力变化和瓦斯流动情况。通过这个模型，可以更精确地预测和优化冲孔过程中的各种参数。 在具体研究中，作者进行了水力冲孔卸压增透理论分析，旨在确定最佳的冲孔规模以增加煤层的透气性。同时，他们还建立了煤层瓦斯流动模型，通过计算分析不同冲孔条件下的瓦斯流动路径和速度，以评估抽采效率。此外，基础参数分析包括了冲孔深度、直径、冲孔间距等，这些都对抽采效果有着显著影响。 通过这些研究，孙海朋和王尧得出了水力冲孔钻孔的卸压范围和抽采有效半径。他们的成果提供了一种新的水力冲孔影响范围测试方法，为在不同地质条件下的水力冲孔技术参数测试提供了科学依据。同时，他们还研究了不同冲孔规模下瓦斯抽采的动态演化过程，揭示了有效卸压范围和抽采半径的变化规律及其影响因素，这对于优化瓦斯抽采策略和提高安全性具有重要意义。 这篇文章深入探讨了水力冲孔技术在煤层瓦斯抽采中的应用，通过理论和数值模拟相结合的方法，为解决突出煤层瓦斯抽采问题提供了新的视角和实用工具。其研究成果不仅有助于提高抽采效率，还有助于预防煤矿瓦斯突出事故，保障矿工的生命安全和煤矿的安全生产。