流固耦合模型下的瓦斯抽采有效半径数值模拟与影响因素分析

本文主要探讨了"基于流固耦合的瓦斯抽采有效半径的数值模拟"这一主题。在煤矿井下开采过程中，准确确定瓦斯抽采的有效半径至关重要，因为它直接影响到钻孔的布置设计、矿井的通风规划以及整体的安全生产。研究者通过构建流固耦合模型，模拟了瓦斯在不同时间点钻孔附近的压力变化情况，揭示了瓦斯有效半径随时间的变化规律。 模拟过程中，研究人员对不同抽采负压进行了参数化扫描，得出在60天后瓦斯压力的分布曲线。结果显示，抽采负压的大小对有效半径的影响相对有限，这意味着在实际操作中，可以考虑其他因素，如钻孔位置、煤层特性等，而不必过于依赖抽采负压的调整。 然而，研究者也指出井下钻孔抽采瓦斯存在一定的局限性。由于钻孔附近存在应力集中现象，这可能导致煤层渗透率下降，从而影响瓦斯的抽取效率。因此，优化钻孔布置和采用更高效的抽采方法对于提升整体瓦斯抽采性能显得尤为重要。 文章引用了达西定律来解释瓦斯在煤体中的渗流行为，强调了煤体的多孔性和瓦斯在煤基质和孔隙裂隙表面的吸附状态。此外，文中还提到了目前测定瓦斯抽采有效半径的几种常见方法，包括井下实测法、理论计算法、数值模拟法和气体跟踪法，进一步强调了数值模拟在复杂地质条件下的应用价值。 本文通过数值模拟方法，深入剖析了瓦斯抽采有效半径的动态变化及其与抽采负压的关系，为煤矿井下瓦斯控制提供了理论支持和实践指导，有助于提升矿井的安全生产水平。