近距离煤层群瓦斯立体抽采模拟及流动规律研究

"近距离煤层群立体抽采瓦斯流动规律的模拟" 在煤炭开采中，瓦斯治理是一项至关重要的任务，特别是在近距离煤层群开采的情况下，由于瓦斯含量高、涌出量大，如何有效抽采瓦斯以保证矿井安全显得尤为关键。本文主要针对近距离煤层群采空区垮落带的破碎煤岩渗透率进行了深入研究，并通过模拟分析探讨了立体抽采过程中瓦斯流动的规律。 首先，渗透率是决定瓦斯流动效率的关键因素。在近距离煤层群开采中，采空区垮落带的破碎煤岩会形成复杂的孔隙结构，这直接影响到瓦斯的流动特性。研究发现，垮落带的破碎煤岩渗透率具有一定的分布规律，这一规律的量化对于优化瓦斯抽采方案至关重要。通过对采空区煤岩体的渗透性能进行实验和分析，可以更准确地预测瓦斯的迁移路径，从而提高抽采效率。 其次，采用 Fluent 软件进行的三维模拟研究，揭示了瓦斯立体抽采过程中的动态流动特性。在抽采钻孔周围，瓦斯压力呈现出从钻孔中心向外逐渐增大的扩散趋势，这表明钻孔起到了有效的抽气通道作用，随着距离的增加，压力梯度驱使瓦斯向钻孔流动。而瓦斯流动速度场则显示，在钻孔中心0～2米的范围内，流速呈现减小扩散的状态，这可能是由于钻孔附近的煤体对瓦斯流动的阻力影响。这种流动模式有助于理解瓦斯从煤体向钻孔的汇集过程，为优化抽采参数提供了依据。 为了实现高效的瓦斯立体抽采，必须确定合理的抽采负压、流量和抽采半径等关键参数。根据模拟结果，这些参数的优化可以有效地控制瓦斯流动，减少瓦斯积聚，降低突出风险。抽采负压决定了瓦斯从煤体向钻孔迁移的动力，流量则影响着抽采效率和瓦斯排放速率，而抽采半径则是控制抽采范围和效果的重要因素。通过对这些参数的精细调整，可以实现对瓦斯流动的有效控制，保证煤矿安全生产。 总结来说，该研究通过实证分析和数值模拟，深入研究了近距离煤层群采空区垮落带的瓦斯流动规律，对破碎煤岩的渗透率进行了量化，同时得出了抽采钻孔周围瓦斯的压力和速度分布特点。这些发现对于优化瓦斯立体抽采技术，预防煤矿瓦斯事故，提高矿井安全性具有重要的理论指导意义和实践应用价值。