导气管特性对钻孔瓦斯涌出速度的影响分析

"本文探讨了导气管阻力特性对钻孔瓦斯涌出初速度的影响，通过建立数学模型，采用有限差分法分析了测量室动态压力条件下的瓦斯流动情况。" 在煤矿开采中，瓦斯涌出是重要的安全问题之一，而钻孔瓦斯涌出初速度的准确测量对于评估矿井瓦斯风险至关重要。高建良等人进行的研究旨在深入理解导气管的阻力特性如何影响这一测量过程。他们构建了一个涵盖瓦斯在煤层中的运移、涌向测量室、测量室压力变化以及瓦斯沿导气管流出的全面数学模型。该模型运用有限差分法，能够解决在动态压力边界条件下钻孔周围煤层瓦斯流动的问题，从而揭示测量室瓦斯压力和钻孔瓦斯流量随时间变化的规律。 研究结果显示，导气管的三个主要参数——长度、材质和管径，都会对钻孔瓦斯流量的测量产生显著影响。不同长度的导气管会导致瓦斯流量最大值出现的时间不同，这与气体在管内的传输时间有关。材质的不同则可能影响导气管内壁的摩擦阻力，进而改变瓦斯流动的速度。其中，导气管的管径对测量值的影响最大，管径越大，气体流动阻力越小，可能导致更高的瓦斯流量和更大的涌出初速度读数。 导气管的摩擦风阻是决定瓦斯流量的关键因素，阻力越小，意味着瓦斯更容易通过导气管，导致钻孔瓦斯流量增大，从而测得的瓦斯涌出初速度也相应增加。这一发现对优化瓦斯涌出监测系统设计、提高测量精度具有重要指导意义，有助于矿井更准确地评估瓦斯风险，从而采取有效的安全预防措施。 该研究强调了在设计和使用瓦斯监测系统时，必须考虑导气管的物理特性，尤其是阻力对测量结果的影响。通过合理选择导气管的长度、材质和管径，可以提高瓦斯涌出初速度测量的准确性和可靠性，对保障矿工安全和提升煤矿安全生产水平具有重要意义。