煤层渗透率变化对瓦斯涌出影响的数值模拟研究

"掘进工作面煤层渗透率变化对瓦斯涌出量的影响分析" 本文主要探讨了在煤矿掘进工作面，煤层渗透率变化如何影响瓦斯涌出量的问题。作者通过有限差分法进行了数值模拟，研究了巷道周围瓦斯压力梯度的分布，特别关注了渗透率恒定不变与因围岩应力变化导致渗透率改变两种情况下的瓦斯涌出量差异。 首先，研究表明，在煤壁初次暴露于工作面时，由于掘进导致的渗透率变化对瓦斯涌出量影响显著。随着时间的推移，这种影响逐渐减弱。然而，瓦斯涌出量与煤壁处的渗透率呈现正比例关系，这意味着即便渗透率的影响逐渐减小，它仍然是影响瓦斯涌出量的重要因素。 在计算掘进巷道瓦斯涌出量时，考虑渗透率的动态变化至关重要。如果不考虑这一因素，可能导致瓦斯涌出量预测的不准确。通过对比分析，作者发现当考虑渗透率变化时，瓦斯涌出量的计算结果与实际可能存在的差异会随着煤壁暴露时间的增加而变化，这提示我们在实际操作中需要动态评估渗透率的影响。 论文中还提出，煤层中的瓦斯流动遵循达西定律，这为建立瓦斯流动微分方程提供了理论基础。通过数值方法可以求解这些方程，从而预测煤层瓦斯压力和涌出量。在掘进过程中，巷道周围的围岩应力变化会引起煤层渗透率的改变，这进一步影响了瓦斯的压力分布和涌出量。 作者强调，对掘进工作面瓦斯涌出量的准确预测对于矿井瓦斯防治具有重要意义，因为这有助于预防瓦斯灾害。研究渗透率变化对瓦斯涌出量的影响，可以为矿井通风和瓦斯防治策略提供科学依据，从而提高矿井的安全性。 本文深入研究了煤层渗透率与瓦斯涌出量之间的关系，通过数值模拟揭示了渗透率变化对瓦斯涌出量的动态影响，对于优化矿井瓦斯管理策略、提升煤矿安全水平具有重要价值。