数值模拟揭示煤层瓦斯压力测定的影响因素

本文主要探讨了井下直接法测定煤层瓦斯压力时，煤层原始瓦斯压力、煤层渗透率以及钻孔暴露时间对其测量结果和平衡时间的影响。作者基于经典渗流力学的基本原理，建立了一个描述瓦斯在煤层中流动的数学模型。在这个模型中，他们假设煤层是均质且不可压缩的，孔隙度和渗透率视为常数；煤层顶底板的围岩不透气且不含瓦斯，瓦斯流动按照等温过程进行，近似视为理想气体，并考虑了达西定律，但忽略了重力效应。 模型的建立是通过对测压过程中瓦斯动态行为的深入理解，旨在揭示这些关键参数如何影响测压过程中瓦斯的流动和压力分布。研究发现，在特定条件下，煤层原始瓦斯压力的增大或煤层渗透率的提高，会导致压降漏斗的范围扩大。然而，这并不意味着瓦斯压力平衡时间会随之显著增长，因为平衡时间受到其他因素的影响。 值得注意的是，钻孔暴露时间的延长确实会导致压降漏斗范围增大，同时也会相应延长瓦斯压力的平衡时间。这一结果表明，对于直接法测压而言，控制好封孔质量和减少钻孔暴露时间对于缩短测压时间至关重要。通过数值模拟的方式，研究人员能够更深入地理解这些变量之间的关系，从而为实际的煤层瓦斯压力测定提供科学的指导和优化策略。 该研究为煤矿安全生产中的瓦斯压力测定提供了理论依据和技术支持，有助于提升测压的精度和效率，对预防和控制煤与瓦斯突出等矿难事故具有重要意义。