COMSOL Multiphysics模拟优化煤矿瓦斯抽采钻孔间距

本文主要探讨了"基于COMSOL Multiphysics模拟的瓦斯抽采钻孔合理间距研究"这一主题，针对坪上煤业主采3号煤层的瓦斯抽采问题。研究者利用COMSOL Multiphysics这款强大的有限元软件，考虑了瓦斯在煤层中的运移和渗流特性，结合实测煤体参数以及特定的抽放条件（如负压和抽放时间），模拟了不同钻孔间距对煤层瓦斯含量的影响。在400天的抽采时间内，他们发现当钻孔间距设置为5米时，能够有效地降低煤体内的瓦斯含量，达到合理的抽采效果。 通过对比分析，研究结果表明，当抽采时间达到400天时，5米间距的钻孔瓦斯浓度为35%，流量为0.04立方米/分钟，显示出明显的抽采效果。然而，当间距增加到6米时，钻孔的流量和浓度保持自然衰减状态，这意味着间距过大的钻孔对瓦斯抽采的影响相对较小。模拟结果与现场实测数据相吻合，证实了5米的钻孔间距对于瓦斯抽采最为有效，这为矿井的实际生产提供了重要的理论支持和实践指导，有助于优化瓦斯抽采布局，提升矿井的安全性和资源利用率。 此外，本文的研究还与国家能源政策紧密相连，强调了煤炭工业在能源战略中的核心地位以及瓦斯抽采在防止瓦斯爆炸、保障煤矿安全生产方面的重要性。通过集中报道关于瓦斯抽采钻孔的合理层位、抽采半径、流固耦合关系以及煤层瓦斯分布规律等领域的最新研究成果，文章旨在推动煤矿瓦斯治理技术的进步，减少重特大瓦斯事故的发生，促进煤矿的可持续发展。 本文的研究成果得到了国家自然科学基金和国家科技重大专项的资助，由李宏和马金魁两位作者共同完成，并发表于《能源与环保》杂志。他们的工作不仅具有理论价值，也为煤矿行业的实践操作提供了宝贵的参考依据。