各向异性单孔瓦斯抽采的数值模拟分析及其影响因素

该研究主要聚焦于"基于各向异性单孔瓦斯抽采的数值模拟",针对的是煤炭开采中的一个重要课题——如何有效地管理煤层瓦斯。作者冯亚楠通过对各向异性煤层进行深入分析，发现了一个关键现象：当沿着钻孔的半径方向进行抽采时，瓦斯压力呈现出逐渐增高的趋势。这一发现揭示了煤层内部瓦斯分布的非均匀性，尤其是在各向异性条件下。 研究结果显示，瓦斯抽采时，钻孔周围的压力等值线形状为椭圆，其中椭圆的长轴对应于渗透率较高的方向，短轴则对应于渗透率较低的方向。这表明了渗透率在决定瓦斯流动路径和分布上的显著作用，即在渗透率高的区域，瓦斯更容易流动和被抽采出来。 更重要的是，该研究还探讨了瓦斯抽采影响半径与时间的关系，发现两者之间满足幂指数函数关系。这意味着抽采效果不仅取决于抽采时间和强度，还与煤层的渗透率特性紧密相关。渗透率较高的区域，抽采半径更广，因此对瓦斯的控制更为有效。 这些研究成果对于煤矿开采行业的实践意义重大，因为它提供了理论支持来指导如何优化煤层瓦斯抽采钻孔的布局设计。通过合理选择钻孔位置，可以最大化利用渗透率差异，提高瓦斯抽采效率，同时减少资源浪费。此外，这一工作填补了当前关于各向异性煤层瓦斯抽采数值模拟研究的空白，对于提升煤矿安全和环境保护具有重要的科学价值。 总结来说，本研究通过数值模拟手段，揭示了各向异性煤层瓦斯流动的特性，为井下瓦斯管理和控制策略的制定提供了新的科学依据，有助于提升煤炭开采过程中的安全性和经济效益。