夹矸影响下煤层瓦斯抽采的数值模拟与优化策略

本文主要探讨了夹矸对煤层瓦斯抽采的影响及其数值模拟研究。针对含夹矸煤层瓦斯抽采中的挑战，研究者构建了一套包括煤岩体变形控制、瓦斯运移和孔隙率与渗透率演化的耦合模型，这一模型是通过对煤层瓦斯抽采的物理过程进行深入分析得出的。他们利用COMSOL Multiphysics这一多物理场分析软件，将模型应用到某矿IV13煤层的具体地质条件下，对单一抽采钻孔周围的瓦斯压力、渗透率和煤体位移进行了数值模拟。 研究发现，夹矸的存在对抽采效果有显著影响。当煤体距离抽采钻孔越近，夹矸的存在会使得瓦斯压力下降幅度减小，而渗透率上升幅度增大，这是因为夹矸的存在阻碍了瓦斯的流动。同时，由于煤体的应力变化，钻孔附近煤体的位移量会增加。相比之下，如果钻孔没有穿过夹矸，虽然瓦斯压力下降较大，但渗透率提升较小，位移量则相对较小。这些结果为含夹矸煤层的抽采钻孔布置提供了科学依据，有助于优化钻孔布局，提高瓦斯抽采效率，减少对煤层的扰动。 研究工作还考虑了国家自然科学基金资助项目的背景，表明这项研究具有一定的理论价值和实际应用价值。作者刘泉霖等人作为研究团队，他们的研究方向集中在煤岩瓦斯动力灾害及多场耦合领域，他们的研究成果对于煤矿安全开采和环境保护具有重要意义。 总结来说，本文通过数值模拟方法，揭示了夹矸对煤层瓦斯抽采的关键影响因素，并为优化含夹矸煤层的抽采策略提供了实用的科学支持，对于提升我国煤炭行业的安全开采水平和技术进步具有积极意义。