挂耳钻场抽采对掘进巷道瓦斯涌出影响的数值模拟分析

"该文主要探讨了在突出矿井掘进过程中如何有效地管理和控制瓦斯涌出，通过建立数学模型和数值模拟分析挂耳钻场抽采对瓦斯渗流的影响。作者欧聪和刘军建立了一个综合考虑瓦斯解吸、渗流、扩散以及Klinkenberg效应的数学模型，并利用数值模拟软件研究了挂耳钻场的瓦斯流动规律。研究表明，随着抽采时间的延长，钻孔的影响范围扩大，钻孔间距对煤体瓦斯压力变化有直接影响。采用挂耳钻场的瓦斯抽采方法可以显著降低巷道暴露煤壁的瓦斯涌出量，对于指导矿井安全掘进具有重要意义。" 本文详细阐述了在突出矿井掘进工作面的瓦斯管理问题，特别是挂耳钻场抽采技术的应用。突出矿井是指存在煤与瓦斯突出风险的矿井，这种突出现象对矿井安全构成严重威胁。为了更好地理解和预测挂耳钻场抽采对瓦斯涌出的影响，研究人员构建了一个复杂的数学模型。这个模型整合了解吸过程（即煤体中吸附的瓦斯释放到空气中）、渗流（瓦斯在煤层中的流动）、扩散（瓦斯在煤层内外的扩散）以及Klinkenberg效应（描述瓦斯在微孔隙中流动时的压力损失）等关键因素。 通过数值模拟软件，作者对模型进行了计算和分析，揭示了抽采时间和钻孔布置对瓦斯压力分布和流动路径的影响。结果指出，随着抽采时间的增长，抽采钻孔对周围煤体的瓦斯压力降低作用增强，影响区域也随之扩大。同时，钻孔之间的距离对煤体瓦斯压力变化起到决定性作用，合理的钻孔间距有助于更有效地抽取瓦斯，减少巷道内的瓦斯涌出。 挂耳钻场抽采作为一种边掘边抽的瓦斯治理策略，可以实时地抽取掘进工作面前方的瓦斯，降低瓦斯积聚的风险，从而提高矿井作业的安全性。这项研究的成果对于优化矿井掘进工艺、制定科学的瓦斯防治措施具有重要的实践指导价值，有助于提升我国煤矿安全生产水平。 关键词涉及了耦合模型（即多因素相互影响的数学模型）、瓦斯抽采技术、边掘边抽的治理策略以及瓦斯压力的监测，这些都是解决突出矿井瓦斯问题的关键技术领域。通过这些关键词，我们可以看出该研究深入探讨了瓦斯管理的核心问题，为煤矿安全提供了理论支持和技术解决方案。 这篇研究论文为突出矿井掘进工作面的瓦斯防治提供了新的理论依据和实践指导，对于提升煤矿安全、防止瓦斯事故的发生具有深远意义。