SF6示踪法与数值模拟在确定钻孔抽采有效半径中的应用

"SF6示踪法结合数值模拟确定钻孔抽采有效半径的研究" 在煤矿安全生产中，瓦斯抽采是降低瓦斯灾害、保障矿井安全的重要手段。有效的钻孔抽采能提高瓦斯抽采效率，减少事故风险。本研究针对城郊煤矿深部煤层的实际情况，探讨了如何准确测定钻孔抽采的有效半径，以实现更理想的瓦斯抽采效果。 研究中，作者对比分析了多种测定钻孔抽采有效半径的方法，并选择了SF6（六氟化硫）气体示踪法与COMSOL Multiphysics数值模拟法相结合的方式。SF6气体示踪法利用其特性不易在煤层中扩散，可以跟踪气体流动路径，从而确定瓦斯流动的范围。而COMSOL Multiphysics是一种强大的多物理场模拟软件，能够对复杂流体动力学问题进行精确建模和仿真。 在具体实施中，研究人员在抽采钻孔直径为92毫米、抽采负压为15千帕的条件下，向钻孔注入SF6气体，同时通过监测系统记录SF6气体在煤层中的分布和扩散情况。然后，利用COMSOL Multiphysics对这一过程进行数值模拟，通过比较实测数据和模拟结果，确定了钻孔抽采的有效半径。 经过60天的预抽时间，研究结果显示，钻孔抽采有效半径为1.73米。这一发现对于优化瓦斯抽采策略、提升抽采效率具有重要意义。通过这种方法，可以更科学地评估抽采钻孔的性能，指导井下钻孔布置，从而提高整个矿井的瓦斯抽采效果。 此外，这项研究还涉及到矿井安全与环保问题，因为有效的瓦斯抽采不仅可以降低安全事故风险，还能减少温室气体排放，符合绿色能源发展的趋势。因此，SF6示踪法与数值模拟的结合应用，不仅在技术上具有创新性，而且在实际操作中具有很高的实用价值。 本研究提供了新的技术手段来优化煤层瓦斯抽采，对于提升我国煤矿的安全管理水平和环境保护具有积极的推动作用。同时，也为类似地质条件下的其他矿井提供了参考，有助于整个行业的科技进步和安全标准的提升。