煤层钻孔有效抽采半径的数值模拟与验证

本研究论文聚焦于"煤层钻孔有效抽采半径数值模拟研究"这一关键领域，它结合了煤层瓦斯流动理论和弹性力学的原理，特别强调了煤体渗透率变化对瓦斯流动的影响。研究者构建了一个含瓦斯煤岩渗流-应力耦合数学模型，这是通过对COMSOL Multiphysics数值模拟软件的二次开发实现的。这个模型被应用于一个具体的突出矿井的煤层钻孔瓦斯抽采场景，通过数值求解，得出了重要发现：随着抽采时间的增加，煤层的瓦斯压力和煤体渗透率会逐渐下降，而钻孔的有效抽采半径也会相应扩大。然而，这些效果并非无限期持续，而是存在一定的时效性。 作者们通过现场压力测试验证了数学模型的准确性，模拟结果与实际测试结果基本吻合，这证实了采用数值模拟方法来计算煤层钻孔的有效抽采半径是可行且有效的。这项研究不仅提供了理论支持，也为煤矿开采中的瓦斯控制策略提供了科学依据，特别是在优化煤层瓦斯抽采布局和提高安全效率方面具有重要意义。 此外，文中还提到了一些相关的学术背景，如长江学者和创新团队发展计划的资助，以及几位作者的专业背景，包括魏风清教授级高级工程师，他的研究重点在于瓦斯防治技术。论文引用了多篇关于变频技术和采煤机电力系统的研究，强调了变频技术在采煤机调速系统中的应用，特别是电压型四象限变流器的设计和死区补偿方法，这些都是现代煤矿开采中电力管理的重要组成部分，对于提升设备性能和整体工作效率具有积极作用。 这项研究将理论与实践相结合，为煤炭行业的瓦斯管理和高效开采提供了科学的工具和技术支持，对于推动煤矿行业的可持续发展具有深远的影响。