高压水射流多孔割缝对煤层卸压效果的数值模拟研究

本文主要探讨了高压水射流多孔割缝技术在改善煤层卸压效果中的数值分析方法。作者张海宾、孟凡伟和张敬瑶等人，作为煤炭资源与安全开采国家重点实验室及中国矿业大学安全工程学院的研究者，针对煤层整体卸压这一关键问题，利用FLAC3D软件进行了深入的数值模拟。 他们首先关注了高压水射流切割对煤层应力和位移的影响。研究发现，割缝后1米范围内，煤层的应力可以降低65%以上，位移变化超过4.11毫米，这种显著的减压效果表明了割缝技术的潜在价值。在3米范围内，该技术能够实现整体卸压，显著提升煤层的透气性，从而提高瓦斯的抽采效率。这对于解决我国低透气性煤层的突出危险性和提高矿井瓦斯抽放率具有重要意义。 文章强调了相邻割缝孔间相互作用对整体卸压效果的重要性，并通过建立三维立体模型，考虑不同煤层厚度下钻孔的布置策略。对于较薄的煤层，钻孔可以平行布置，而对于较厚的煤层，则采用分层交叉布置。模型的选择基于代表性，如图1所示，其参数详情在表1中列出。 研究工作还得到了国家自然科学基金项目的资助，这体现了学术界对该技术在区域瓦斯治理领域的高度关注和深入研究。通过这些数值模拟结果，本文旨在为实际煤矿开采中的瓦斯控制和煤层安全管理提供科学依据和技术指导，以确保煤矿作业的安全和经济效益。