顺煤层钻孔瓦斯抽采的时空演化规律与影响因素分析

"该研究主要关注的是顺煤层钻孔瓦斯抽采的效果与抽采半径、抽采时间之间的关系。通过应用渗流理论、气体状态方程以及瓦斯含量计算方程，研究人员建立了一个数学模型，以揭示本煤层瓦斯抽采的时空演化规律。在仲恒煤矿1320-11工作面的实际工程背景下，借助Comsol软件进行数值模拟，分析了不同抽采时间段内单个钻孔周围瓦斯压力的变化。进一步地，他们推导出了一个对数函数关系式来描述抽采半径与抽采时间的动态关系。通过对比试验，验证了当抽采半径小于2米或抽采时间不超过180天时，这个函数关系式的有效性和准确性，与现场实际抽采情况相符。" 本研究的核心在于理解和优化顺煤层钻孔瓦斯抽采的策略。首先，研究人员利用渗流理论，这是一种处理多孔介质中流体流动的物理模型，来研究瓦斯在煤层中的流动行为。结合气体状态方程（如理想气体状态方程），他们可以计算瓦斯在不同条件下的压力和体积关系。此外，通过对瓦斯含量的计算，他们能够评估煤层中可抽取的瓦斯量。 建立的数学模型则用于模拟钻孔瓦斯抽采过程中的时空演变。通过Comsol数值模拟，可以精确地描绘不同抽采时间下，钻孔周围瓦斯压力的分布状况，从而理解抽采效率如何随时间和空间变化。这一步骤对于优化抽采策略至关重要，因为它能帮助确定最佳的抽采半径和持续时间。 研究者发现，抽采半径与抽采时间之间存在动态的对数关系，这意味着随着抽采时间的增加，有效的抽采半径也会逐渐扩大。他们推导出的对数函数关系式为这一现象提供了数学表达，使得预测和控制瓦斯抽采过程变得更加科学和精确。 为了验证模型的适用性，研究团队进行了对比试验。在抽采半径小于2米或抽采时间少于180天的条件下，模型预测的结果与实地抽采数据吻合良好，证明了模型的合理性和正确性。这一发现对于指导矿井瓦斯治理、预防瓦斯事故以及提高煤矿安全生产具有重要的实践意义。 这项研究不仅深化了我们对顺煤层钻孔瓦斯抽采过程的理解，还提供了一种有效的工具来优化抽采策略，确保煤矿安全并提高瓦斯抽采效率。在未来的工作中，这些研究成果可进一步应用于其他类似的矿井环境，以实现更高效、更安全的瓦斯管理。