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1、2015年第12期中州煤炭總第240期數(shù)值模擬法分析順層抽采鉆孔有效抽采半徑影響因素郝天軒，陳朋飛(1．河南省瓦斯地質(zhì)與瓦斯治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室一省部共建國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地，河南焦作454000：2．河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南焦作454000；3．煤炭安全生產(chǎn)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南焦作454000)摘要：考慮孔隙裂隙及滑動(dòng)效應(yīng)的影響，建立符合成莊礦的順層鉆孔抽采氣固耦合模型，利用Comsol軟件模擬了鉆孔周圍的瓦斯流動(dòng)規(guī)律，得出了有效抽采半徑與時(shí)間的冪函數(shù)關(guān)系，并模擬了不同抽采負(fù)壓、滲透率、鉆孔孔徑及地應(yīng)力的變化對瓦斯抽采有
2、效半徑的影響，結(jié)果顯示滲透率是影響抽采半徑的關(guān)鍵因素。關(guān)鍵詞：順層鉆孔；有效抽采半徑；數(shù)值模擬中圖分類號：TD712．6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1003—0506(2015)12—0011—03FactorsofEffectiveRadiusforGasExtractionUsingBoreholesDrilledAlongSeamBasedonNumericalSimulationHaoTianxuan，．ChenPengfei(1．StateKeyLabCultivationBase，HenanProvinceKeyLabofGa
3、sGeology＆GasControl，Jiaozuo454000，China；2．CollegeofSafetyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiaozuo454000，China；3．CollaborativeInnovationCenterofCoalSafetyProduction，Jiaozuo454000，China)Abstract：Consideringtheeffectofporefissureandsliding，beddingdrillingmi
4、ningseepagemodelofChengzhuangCoalMinewases—tablished，andusingComsolsoftwaretosimulatethegasflowpatternaroundtheborehole，cometotherelationbetweentheeffectivera—diusofextractiontime，andanalysingdifferentnegativepressure，permeability，boreholediameter，in—situstressontheeffe
5、ctsofthegasextraction．Resultshaveshownthatthepermeabilityisthekeyfactorofinfluencingtheradiusofgasextraction．Keywords：beddingdrilling；effectivegasdrainageradius；numericalsimulation瓦斯抽采半徑是鉆孔預(yù)抽煤層瓦斯的一項(xiàng)重要的優(yōu)點(diǎn)，本文運(yùn)用Comsol軟件，以成莊礦為例分析參數(shù)，合理確定抽采半徑直接關(guān)系到瓦斯抽采的成不同抽采條件對有效抽采半徑的影響。本和效果?，F(xiàn)
6、場測試¨和數(shù)值模法是確定有效1瓦斯流動(dòng)方程建立抽采半徑的2個(gè)主要方法，相比傳統(tǒng)方法，數(shù)值模擬作為確定有效抽采半徑一種方法，更加簡單快捷。1．1模型基本假設(shè)丁厚成等、王兆豐等運(yùn)用不同數(shù)值模擬軟件建煤是中由孔隙一裂隙網(wǎng)組成雙重多孔介質(zhì)，立不同的瓦斯流動(dòng)數(shù)學(xué)模型，通過模擬確定合理孔考慮到瓦斯在煤體中的流動(dòng)過程受多種因素影響，徑、有效抽采半徑等瓦斯抽采參數(shù)。郝天軒等將而且十分復(fù)雜。為了便于建立數(shù)學(xué)模型，模擬鉆s示蹤法和數(shù)值模擬結(jié)合更精確的確定抽采有效孔周圍的瓦斯流動(dòng)情況，做出以下假設(shè)：①假設(shè)煤層半徑。頂、底板不透氣，且含瓦斯忽略不計(jì)；②瓦斯視
7、為理現(xiàn)場測試難以避免會(huì)因滲透率、地應(yīng)力的變化想氣體且恒溫；③瓦斯流動(dòng)服從達(dá)西定律；④瓦斯流會(huì)影響抽采有效半徑的精度。因此，結(jié)合數(shù)值模擬動(dòng)視為徑向流動(dòng)；⑤不考慮瓦斯壓力對滲透性系數(shù)及孔隙率的影響。收稿日期：2015—09—161．2流動(dòng)方程建立基金項(xiàng)目：長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃資助(IRT1235)以質(zhì)量守恒定律方程為基礎(chǔ)，考慮煤體孔隙、裂作者簡介：郝天軒(1976一)，男，河南盂州人，博士，教授，2007年畢隙體積的變化及瓦斯流動(dòng)引起的Klikenberg效應(yīng)的業(yè)于河南理工大學(xué)，主要研究方向?yàn)橥咚篂?zāi)害預(yù)測與防治。2015年第12期中
8、州煤炭總第240期煤層瓦斯?jié)B流方程為：2結(jié)果分析aP堡0t+【+p+叫警=·[古】2．1抽采時(shí)間與有效抽采半徑以Terzaghi有效應(yīng)力方程為基礎(chǔ)，結(jié)合虎克定以抽采120d天為限，前期間隔10d后期每間律確定煤巖體變形的
