考虑扩散-渗流作用的瓦斯流动模型及抽采半径确定.pdf

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1、第24卷第l期中国矿业Vo1．24，No．12015年1月CHINAMININGMAGAZINEJan．2015采选技术考虑扩散一渗流作用的瓦斯流动模型及抽采半径确定吴有增，孟磊，姜耀东(1．中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院，北京100083；2．中国矿业的大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083)摘要：为找到一种能够准确测定低渗松软煤层有效抽采半径的方法，及确定合理的抽采钻孔参数，以煤介质的双重孔隙结构特征以及瓦斯流动理论为基础，根据质量守恒定律、Fick定律以及Darcy定律，建立了考虑扩散一渗流作用的瓦斯流动模型。并

2、以余吾煤业低渗松软的3#煤层为例，将建立的瓦斯流动模型植人到COMSOL中开展计算，得到了抽采钻孔周围瓦斯流动规律及不同抽采时间的有效抽采半径，计算数据与现场测试结果的吻合证实了所建立的瓦斯流动模型的有效性，形成了一种确定低渗松软煤层抽采钻孔附近的瓦斯流动规律及抽采半径的方法。关键词：瓦斯流动；松软煤层；低渗；抽采半径中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)0i-0i00—04Studyonthegasflowingmodelcontainingdiffusionandseepagetodeterminegasdr

3、ainageradiusWUYou—zeng．MENGLei．JIANGYao-dong(1．FacultyofResourceandSafetyEngineering，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China；2．StateKeyLaboratoryofCoalResourcesandMineSafety，ChinaUniversityofMiningandTechnology(Beijing)，Beijing100083，China)Abstract：Ino

4、rdertOfindawaytOaccuratelymeasuredrainageradiusofthelow—permeabilitysoftcoaleffectively，andtodeterminethereasonabledrillingdrainageparameters，basedonthecoalmedium’Sdouble-porositystructurecharacteristicsandthegasflowtheory．accordingtOthelawofconservationofmass．Fick’Slaw，andDarc

5、y’Slaw，establishthegasflowmodeltOconsiderthediffusion—seepageaction．Taketheindustrylow—permeabilitysoft3#coalseamoftheYuwucoalmineforexample，implanttheestablishedgasflowmodelintotheCOMSOLtOcarryoutthecalculation，wewillgetthegasflowregularitysurroundingthedrainagedrillholeandthe

6、effectivedrainageradiusofthedifferentdrainagetime．calculatingdateconsistentwiththefieldtestresultsconfirmhevalidityoftheestablishedgasflowmodel，andformawayofaccuratelydeterminethelow—permeabilitysoftcoalseamsurrounding’Sgasflowregularityanddrainageradius．Keywords：gasflow；softco

7、alseam；lowpermeability；drainageradius煤层瓦斯预抽是治理矿井瓦斯重要的技术措施，也是保障矿井安全生产的基础l】，而有效抽采半径是抽采钻孔布置和优化的依据，直接影响抽采收稿日期：2O14—08—01效果。目前有效半径的测试方法主要有井下实测的基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目资助(编号：钻孔测试法和基于煤层瓦斯流动理论的分析计算2010CB226801)；煤炭资源与安全开采国家重点实验室开放课题资法，其中现场实测较为直观，但是工程量较大且测定助(编号：SKICRSM13KFB1O)；中国博士后科学基金项

8、目资助(编过程受到多种因素影响，数量较少时极易产生较大号：2014M560136)的误差]。而随着计算机技术