高位钻孔瓦斯抽采效果预测：非均质渗流模型与最佳负压策略

本研究论文聚焦于解决高瓦斯矿井中的瓦斯治理问题，特别是针对综采工作面瓦斯超限的情况。作者以晋煤集团寺河煤矿的W1308综采工作面作为研究案例，通过运用先进的离散元分析软件UDEC，对高位钻孔的布置进行优化计算，以确定其在处理采空区渗流中的关键位置。 研究过程中，构建了一个非均质的采空区渗流模型，这个模型考虑了"O"型圈空隙的特性，这是在UDF二次开发工具的帮助下实现的。模型的建立基于分源预测思想，旨在精确计算采空区瓦斯的涌出源，这在数值模拟中至关重要。通过构建的瓦斯贮存运移数值计算CFD模型，研究人员能够模拟高位钻孔对采空区气压场和瓦斯浓度的影响。 实验结果显示，当高位钻孔的孔口负压设定为26.3 kPa时，现场实测数据与模拟结果的相对误差控制在10%以内，证明了数值模拟方法在预测高位钻孔瓦斯抽采效果方面的有效性。研究进一步揭示了一个关键发现：在其他条件不变的情况下，随着高位钻孔负压的增加，上隅角瓦斯浓度和回风巷瓦斯浓度呈现出先减小后增大的趋势，表明存在一个最佳的孔口负压值，这对于优化抽采策略具有重要的指导意义。 关键词包括高位钻孔、瓦斯浓度、最佳抽采负压、数值模拟以及瓦斯抽采。这篇论文的研究成果不仅有助于提升煤矿安全管理，也为类似条件下高瓦斯矿井的瓦斯治理提供了科学依据和技术支持。通过将理论模型与实际应用相结合，该研究为煤炭行业的安全生产和资源高效利用提供了新的见解和实践策略。