地面井预抽瓦斯的气固耦合运移规律数值模拟

本文主要探讨了地面井预抽瓦斯运移规律的数值模拟研究，该研究基于气固耦合理论，构建了一个详尽的地面井预抽瓦斯过程的力学模型和数值计算模型。研究者魏建平、王晓川等人，来自河南理工大学的瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室、安全科学与工程学院以及煤炭安全生产河南省协同创新中心，针对地应力、储层压力等关键因素对预抽瓦斯效果的影响进行了深入分析。 地应力与煤层产气率的关系是本研究的重点，结果显示两者之间存在非线性负相关关系。这意味着地应力增加时，初期的瓦斯产出速率会明显下降，随着抽采时间的推移，地应力对产出速率的控制作用逐渐减弱。这提示我们在设计地面井预抽瓦斯方案时，需要充分考虑地应力的变化及其对开采效率的影响。 储层压力对瓦斯产气率的影响则是正相关的，即煤层瓦斯压力越高，初始的抽采效率和产量越高。然而，随着抽采时间延长，煤层瓦斯压力会逐渐下降，导致瓦斯抽采效率迅速降低。这就需要在预抽瓦斯过程中密切关注压力变化，以优化抽采策略。 瓦斯产出速率受煤体渗透率和储层瓦斯压力梯度的双重影响。在抽采初期，煤体渗透率起着主导作用，随着抽采的进行，储层瓦斯压力梯度的影响逐渐超过前者。这一发现对于理解和优化井下瓦斯控制技术至关重要，有助于提高整体的开采效率和安全性能。 本文通过数值模拟方法，揭示了地面井预抽瓦斯过程中的关键参数动态变化规律，为地面井瓦斯治理提供了科学依据和技术支撑，对于提升煤炭行业的安全开采和环境保护具有重要意义。