动态固气耦合模型在司马煤矿瓦斯抽采中的数值模拟与应用

该研究论文深入探讨了"基于含瓦斯煤固气耦合模型的数值模拟与应用"这一主题，作者武建东来自中国潞安集团司马煤业有限公司。论文的核心内容是构建了一种综合考虑动态孔隙率、渗透率、渗流-扩散以及瓦斯吸附与解吸导致的煤炭变形的固气耦合动力学模型。这种模型在实际工程中的应用体现在对司马煤矿1206工作面的单层顺层钻孔瓦斯抽采进行模拟，目的是为了精确预测和优化钻孔的有效抽采半径。 通过数值模拟，研究人员能够细致地分析和预测钻孔在抽取瓦斯过程中的行为，包括气体流动路径、速度以及对周围煤体的影响。这种方法有助于提高抽采效率，降低瓦斯积聚的风险，确保矿井安全。文章指出，这种数值模拟方法为现场工作的设计提供了有价值的指导，尤其是在决定工作面上钻孔的布局、深度和数量时，可以作为决策支持的重要依据。 研究的关键技术点包括应力场分析，这是理解地下力学环境，防止因瓦斯抽取导致的煤层破裂或垮塌的关键。同时，固气耦合模型的应用展示了多物理现象如何相互作用，如气体流动与煤体结构的变化，这对理解和控制复杂地质条件下瓦斯的流动行为至关重要。 此外，论文还强调了数值模拟在瓦斯含量管理中的作用，它能够帮助工程师实时监测和预测煤层中的瓦斯含量，从而制定更有效的抽采策略，减少瓦斯排放对环境的影响，同时保证矿工的安全。 总结来说，这项研究不仅提供了理论上的支持，也具有很强的实践意义，对于提升煤炭开采过程中的瓦斯治理技术，优化能源开采效率，以及保障煤矿作业的安全性具有积极的推动作用。