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瓦斯抽采钻孔有效影响半径测定 被引量:5
1
作者 李建兵 陈向军 《能源技术与管理》 2012年第3期10-11,59,共3页
预抽钻孔抽采影响半径是瓦斯抽采设计的基本依据,也是瓦斯治理的基础参数。永红煤矿3号煤层为煤与瓦斯突出煤层,矿井采用预抽煤层瓦斯作为区域消突措施,为了获取永红煤矿3号煤层瓦斯抽采影响半径,为3号煤层瓦斯抽采设计提供依据,采用气... 预抽钻孔抽采影响半径是瓦斯抽采设计的基本依据,也是瓦斯治理的基础参数。永红煤矿3号煤层为煤与瓦斯突出煤层,矿井采用预抽煤层瓦斯作为区域消突措施,为了获取永红煤矿3号煤层瓦斯抽采影响半径,为3号煤层瓦斯抽采设计提供依据,采用气体压力法测试了3号煤层预抽钻孔瓦斯抽采影响半径,测试结果表明,永红煤矿3号煤层直径为94 mm的预抽钻孔抽采影响半径为2.5 m。根据测试结果,并结合永红煤矿3号煤层平均厚度,建议永红煤矿相邻两个预抽钻孔间距不应大于4.0 m,且应至少布置2排。测试结果为永红煤矿3号煤层区域消突措施的制定提供了重要依据。 展开更多
关键词 瓦斯 有效影响半径 气体压力法
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基于抽采量法的不同直径顺层钻孔有效抽采半径研究
2
作者 韩沛学 陈学习 《煤炭与化工》 2025年第3期119-122,127,共5页
钻孔抽采煤层瓦斯是目前矿井常用的抽采措施之一,在矿井采掘活动中起着至关重要的作用。为了解决煤矿井下抽采钻孔直径不统一、布孔间距不合理的问题,避免在设计抽采钻孔布置过程中出现空白区域或钻孔的无效重叠,本文采用抽采量法研究... 钻孔抽采煤层瓦斯是目前矿井常用的抽采措施之一,在矿井采掘活动中起着至关重要的作用。为了解决煤矿井下抽采钻孔直径不统一、布孔间距不合理的问题,避免在设计抽采钻孔布置过程中出现空白区域或钻孔的无效重叠,本文采用抽采量法研究顺层钻孔的有效抽采半径,以现场数据为基础,通过理论分析和数学计算的方法研究了2种常见孔径(φ94 mm、φ108 mm)对有效抽采半径的影响。研究结果表明,钻孔瓦斯抽采纯量和抽采时间变化符合指数方程,同时有效抽采半径随钻孔直径的增大不断增大;当钻孔直径相同时,钻孔之间的布置间距越大,实现瓦斯抽采达标的预抽时间越长;当钻孔之间的布置间距相同时,直径越大的钻孔实现瓦斯抽采达标的预抽时间越短。该研究为抽采设计、工期计算和经济性提供重要参考。 展开更多
关键词 瓦斯 有效半径 量法 瓦斯防治
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顺层造穴钻孔有效抽采半径测定研究
3
作者 闫比男 梁忠秋 《能源技术与管理》 2025年第1期45-47,共3页
确定瓦斯造穴钻孔有效抽采半径对于矿井瓦斯抽采及治理具有重要意义。有效抽采半径大小直接关系着预抽钻孔布置和预抽时间的长短。本文利用抽采量法对辰通矿15#煤层顺层造穴钻孔有效抽采半径大小进行了现场测算,并综合考虑抽采成本和抽... 确定瓦斯造穴钻孔有效抽采半径对于矿井瓦斯抽采及治理具有重要意义。有效抽采半径大小直接关系着预抽钻孔布置和预抽时间的长短。本文利用抽采量法对辰通矿15#煤层顺层造穴钻孔有效抽采半径大小进行了现场测算,并综合考虑抽采成本和抽采达标要求,最终确定钻孔有效抽采半径为2.3 m,预抽时间为120 d。这为矿井瓦斯抽采设计提供了依据,减少了钻孔工程量,节省了抽采时间。 展开更多
关键词 造穴钻孔 有效半径 量法
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寺河煤矿东井钻孔瓦斯有效抽采半径研究
4
作者 马向兵 陈明明 王乐 《煤炭与化工》 2025年第1期127-133,共7页
本文针对煤矿瓦斯抽采问题展开研究,以寺河矿东井区6302工作面为对象,通过对煤层地质条件和瓦斯分布情况的分析,结合数值模拟,确定了钻孔的有效抽采半径。采用瓦斯储量法确定了抽采钻孔的布置方案,并利用COMSOL软件模拟了不同直径钻孔... 本文针对煤矿瓦斯抽采问题展开研究,以寺河矿东井区6302工作面为对象,通过对煤层地质条件和瓦斯分布情况的分析,结合数值模拟,确定了钻孔的有效抽采半径。采用瓦斯储量法确定了抽采钻孔的布置方案,并利用COMSOL软件模拟了不同直径钻孔的抽采效果,最终确定了最佳的钻孔直径为94 mm。建立了抽采达标天数与有效抽采半径的数学模型,通过对普通钻孔和定向长钻孔抽采效果的对比分析,发现在相同条件下两者效果相近。本研究为煤矿瓦斯抽采提供了科学的技术支持和决策参考。 展开更多
关键词 高瓦斯 数值模拟 瓦斯 有效半径
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寺河煤矿西井基于瓦斯储量法的钻孔有效抽采半径研究
5
作者 侯志杰 陈明明 王乐 《煤炭与化工》 2025年第3期94-98,105,共6页
针对寺河煤矿西井区3号煤层的瓦斯抽采问题,本文结合矿井煤层开拓开采及瓦斯赋存情况,对煤层抽采钻孔的有效抽采半径进行确定。探讨了瓦斯压力法和瓦斯储量法的优劣,采用瓦斯储量法测定有效抽采半径,测定结果为在抽采时间为270 d时,抽... 针对寺河煤矿西井区3号煤层的瓦斯抽采问题,本文结合矿井煤层开拓开采及瓦斯赋存情况,对煤层抽采钻孔的有效抽采半径进行确定。探讨了瓦斯压力法和瓦斯储量法的优劣,采用瓦斯储量法测定有效抽采半径,测定结果为在抽采时间为270 d时,抽采半径为10.1 m,并建立了抽采天数与有效抽采时间的数学模型。利用COMSOL软件建立了二维单孔瓦斯抽采物理模型,对抽采过程进行了模拟分析,发现模拟的有效抽采半径与储量法测定结果相似,且抽采时间越长,有效抽采半径越大,钻孔周围瓦斯压力随时间推移逐渐降低。 展开更多
关键词 瓦斯 瓦斯储量法 有效半径 数值模拟
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流量考察钻孔数量对有效抽采半径的影响
6
作者 李守一 吴宽 +3 位作者 游波 王俏 夏何亮 李易城 《江西煤炭科技》 2024年第4期139-143,共5页
有效抽采半径是煤层预抽钻孔合理布孔间距的依据。目前煤层顺层瓦斯抽采钻孔有效抽采半径较多采用流量法测定,现有标准规定考察钻孔数量不少于4个,但未就考察钻孔数量对有效抽采半径测定结果的影响开展试验研究,笔者通过在云南省镇雄县... 有效抽采半径是煤层预抽钻孔合理布孔间距的依据。目前煤层顺层瓦斯抽采钻孔有效抽采半径较多采用流量法测定,现有标准规定考察钻孔数量不少于4个,但未就考察钻孔数量对有效抽采半径测定结果的影响开展试验研究,笔者通过在云南省镇雄县大营煤矿5号煤层+1150 m标高1503轨道运输巷布置三组15个顺层试验钻孔采用流量法考察5号煤层有效抽采半径,其中第一组4个钻孔,钻孔间距4 m,考察半径2 m,第二组5个钻孔,钻孔间距3 m,考察半径1.5 m,第三组6个钻孔,钻孔间距2 m,考察半径1 m。结果发现:当钻孔直径为75 mm,抽采时间为30 d,抽采率为30%,抽采负压34~38 kPa左右时,考察钻孔数量分别为4、5、6个时,得到有效抽采半径分别为1.53 m,1.54 m,1.65 m(结果统一取两位小数),5号煤层有效抽采半径随着钻孔数量的增加而增大,所得有效抽采半径差异系数为3.50%。 展开更多
关键词 流量法 顺层钻孔 钻孔数量 有效半径
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穿层钻孔水力冲孔增透与有效抽采半径综合测试方法研究 被引量:5
7
作者 栗海滔 黄震 董肖振 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期59-66,73,共9页
为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试... 为确定长平煤业3#煤层穿层钻孔水力冲孔(以下简称“穿层冲孔”)有效抽采半径,采用压降法、示踪气体法及数值模拟法相结合的综合研究方法,基于相同的钻孔布置方式及测试环境,全面分析穿层钻孔有效抽采半径的科学性和合理性,并开展工程试验对不同间距穿层钻孔的抽采效果进行对比考察。结果表明:采用穿层冲孔措施,抽采时间180 d时其有效抽采半径达到3.5 m;钻孔间距7.0 m的抽采瓦斯总量分别是钻孔间距5.0、6.0、8.0 m的1.10、1.07、1.28倍,取得了较好的工程实践效果。该综合研究方法准确、可靠。 展开更多
关键词 穿层钻孔 水力冲孔 有效半径 卸压增透 效果
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结构异性煤层顺层钻孔方位对有效抽采半径的影响 被引量:27
8
作者 岳高伟 王宾宾 +2 位作者 曹汉生 赵宇 梁为民 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期138-147,共10页
为了提高煤层顺层钻孔瓦斯抽采效率,有效抽采半径的确定是关键。基于各向异性煤层瓦斯渗透率测试结果,建立了煤层瓦斯各向渗透异性的气-固耦合渗流模型,数值模拟了不同钻孔方位时瓦斯抽采有效半径的时变规律,分析了钻孔方位对抽采效果... 为了提高煤层顺层钻孔瓦斯抽采效率,有效抽采半径的确定是关键。基于各向异性煤层瓦斯渗透率测试结果,建立了煤层瓦斯各向渗透异性的气-固耦合渗流模型,数值模拟了不同钻孔方位时瓦斯抽采有效半径的时变规律,分析了钻孔方位对抽采效果的影响。研究结果表明:煤层面割理和端割理方向渗透率均大于垂直层理方向渗透率;钻孔有效抽采半径随抽采时间增加呈幂指数增大;煤层有效抽采区域是以抽采钻孔为中心,最大抽采距离(平行层理方向)为长轴,最小抽采距离(垂直层理方向)为短轴的椭圆。平行层理沿端割理方向抽采孔的瓦斯抽采效果优于平行层理沿面割理方向的抽采孔。 展开更多
关键词 瓦斯 钻孔方位 有效半径 各向渗透异性
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基于一维径向流动确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径 被引量:21
9
作者 李子文 林柏泉 +1 位作者 郭明功 高亚斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第12期62-64,共3页
为了快速准确地确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径,在瓦斯一维径向流动数学模型的基础上,建立了钻孔抽采量与时间的指数函数关系。根据质量守恒定律和达西定律,推导出抽采半径的计算公式,建立了抽采半径与煤层参数和抽采时间的数学关系。采... 为了快速准确地确定钻孔瓦斯抽采有效影响半径,在瓦斯一维径向流动数学模型的基础上,建立了钻孔抽采量与时间的指数函数关系。根据质量守恒定律和达西定律,推导出抽采半径的计算公式,建立了抽采半径与煤层参数和抽采时间的数学关系。采用该方法对新丰煤矿25021工作面抽采半径进行了计算,求得60 d内的抽采半径为2.70~3.72 m,与现场实测结果一致。同时,研究了抽采半径与抽采时间的关系。结果表明:随着抽采时间的增加,抽采半径逐渐增大,到第60天时,抽采半径达到极限值的96.46%~98.54%,在这之后抽采半径随时间延长增大的幅度十分缓慢。 展开更多
关键词 瓦斯 半径 时间 钻孔 径向流动
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顺层钻孔抽采煤层瓦斯有效影响半径数值模拟及应用 被引量:9
10
作者 韦善阳 陈学习 董利辉 《中国矿业》 北大核心 2015年第8期101-104,119,共5页
确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。... 确定钻孔有效抽采半径是煤矿瓦斯安全高效抽采的关键,本文结合实际矿井的基础参数资料,利用流体力学软件Fluent,通过软件内置的多孔介质模型,对流场区域添加用于表征多孔介质性质的阻力参数来实现对流体在多孔介质中的流动过程的模拟。结果表明:1该工作面的理论有效瓦斯抽采半径约为1.9m,该工作面的抽采间距可设计为4m;2煤层渗透率改变影响瓦斯运移的阻力的变化,从而能大幅影响煤层内瓦斯的运移速度,而抽放负压通过影响瓦斯运移的动力,在一定程度上也会影响钻孔瓦斯流量;3模拟结果与试验结果具有很好的统一。 展开更多
关键词 钻孔瓦斯 有效影响半径 数值模拟
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基于瓦斯抽采流量法确定本煤层钻孔有效影响半径 被引量:32
11
作者 李书文 张智峰 宣德全 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第4期43-45,共3页
为了准确地测出新安煤矿现行抽采条件下本煤层抽采钻孔的有效影响半径,在不同钻孔间距条件下采用瓦斯抽采流量法,根据瓦斯抽采流量的变化确定了抽采钻孔的有效影响半径。结果表明:采用瓦斯抽采流量法确定的本煤层抽采钻孔的有效影响半径... 为了准确地测出新安煤矿现行抽采条件下本煤层抽采钻孔的有效影响半径,在不同钻孔间距条件下采用瓦斯抽采流量法,根据瓦斯抽采流量的变化确定了抽采钻孔的有效影响半径。结果表明:采用瓦斯抽采流量法确定的本煤层抽采钻孔的有效影响半径为1.2 m,这与以往的测试结果相符,说明采用瓦斯抽采流量法测定的本煤层抽采钻孔有效影响半径,可为现场钻孔间距布置提供依据。 展开更多
关键词 条件 本煤层钻孔 抽采钻孔有效影响半径 钻孔间距
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定向长钻孔孔内负压分布及其有效抽采半径研究 被引量:1
12
作者 霍晶晶 王斌宇 吴泽平 《煤炭技术》 CAS 2024年第4期204-208,共5页
为了解决定向长钻孔孔内负压分布模型不准确,长钻孔瓦斯抽采参数理论依据不足等问题,通过分析抽采负压与煤层瓦斯流动的关系,构建了定向长钻孔孔内负压分布模型,利用COMSOL软件数值模拟了定向长钻孔孔内负压非定常分布的有效抽采半径,... 为了解决定向长钻孔孔内负压分布模型不准确,长钻孔瓦斯抽采参数理论依据不足等问题,通过分析抽采负压与煤层瓦斯流动的关系,构建了定向长钻孔孔内负压分布模型,利用COMSOL软件数值模拟了定向长钻孔孔内负压非定常分布的有效抽采半径,并提出了“压茬效应”这一概念。研究结果表明:孔口负压与定向长钻孔孔内负压大小呈正比。在不同孔口负压下,分支长钻孔孔内负压与钻孔长度均呈线性关系,负压损失量和百米负压损失均随钻孔长度的增大而增大。提出了“压茬效应”这一概念,将定向长钻孔末端100 m的钻孔作为压茬钻孔,在瓦斯抽采效果检验时不做检验。同时,将钻孔孔深700 m处的有效抽采半径作为定向长钻孔的最终有效抽采半径。最后,利用残余瓦斯含量法得出某矿定向长钻孔抽采180 d的有效抽采半径为5.0 m,与数值模拟结果保持一致。 展开更多
关键词 瓦斯 定向长钻孔 负压分布 有效半径 压茬效应
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基于钻孔周边瓦斯压力的有效抽采半径精细化数值解算方法 被引量:1
13
作者 蒋恒 巩志力 《能源与环保》 2024年第3期14-21,共8页
针对煤层钻孔有效抽采半径表征不明晰的问题,首先确定了有效抽采半径所对应的瓦斯压力临界值,之后采用钻孔径向流场瓦斯压力表达式计算了钻孔周围瓦斯压力变化规律,通过现场实测数据验证了计算结果的可靠性,分析了抽采负压、透气性系数... 针对煤层钻孔有效抽采半径表征不明晰的问题,首先确定了有效抽采半径所对应的瓦斯压力临界值,之后采用钻孔径向流场瓦斯压力表达式计算了钻孔周围瓦斯压力变化规律,通过现场实测数据验证了计算结果的可靠性,分析了抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数等对煤层瓦斯压力分布的敏感性,最后根据临界瓦斯压力指标确定出了有效抽采半径,通过现场瓦斯瓦斯含量检测数据进行了验证,并推导了不同预抽时间下钻孔有效抽采半径与不同原始瓦斯压力的函数关系。研究结果表明,理论解算的瓦斯压力以及有效抽采半径值均与现场实测数据保持基本一致,瓦斯压力与抽采时间呈反比,与至钻孔的距离呈正比;抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数b均与瓦斯压力呈负相关,吸附常数a则与瓦斯压力呈正相关;有效抽采半径随着抽采时间增加而增加,二者符合对数函数类型。通过推导出的有效抽采半径、预抽时间以及原始瓦斯压力函数关系式,能够方便快速计算得到对应的有效抽采半径,并确定合理的钻孔间距,对井下煤层瓦斯抽采钻孔精细化设计工作具有一定的理论意义。 展开更多
关键词 煤层 钻孔 瓦斯 有效半径 瓦斯压力
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数值模拟法分析顺层抽采钻孔有效抽采半径影响因素 被引量:10
14
作者 郝天轩 陈朋飞 《中州煤炭》 2015年第12期11-13,123,共4页
考虑孔隙裂隙及滑动效应的影响,建立符合成庄矿的顺层钻孔抽采气固耦合模型,利用Comsol软件模拟了钻孔周围的瓦斯流动规律,得出了有效抽采半径与时间的幂函数关系,并模拟了不同抽采负压、渗透率、钻孔孔径及地应力的变化对瓦斯抽采有效... 考虑孔隙裂隙及滑动效应的影响,建立符合成庄矿的顺层钻孔抽采气固耦合模型,利用Comsol软件模拟了钻孔周围的瓦斯流动规律,得出了有效抽采半径与时间的幂函数关系,并模拟了不同抽采负压、渗透率、钻孔孔径及地应力的变化对瓦斯抽采有效半径的影响,结果显示渗透率是影响抽采半径的关键因素。 展开更多
关键词 顺层钻孔 有效半径 数值模拟
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基于COMSOL的钻孔有效抽采半径影响因素探究 被引量:4
15
作者 张权 王晨辉 +1 位作者 王登科 赵玉贞 《煤炭技术》 北大核心 2017年第12期173-175,共3页
采用COMSOL数值模拟的方法,定量地研究抽采时间、钻孔直径、抽采负压、煤层透气性系数与钻孔有效抽采半径的关系,结果表明钻孔直径和抽采负压对有效抽采半径影响较小,抽采时间和煤层透气性系数对有效抽采半径影响较大。
关键词 COMSOL数值模拟 负压 有效半径
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抽采钻孔有效半径瓦斯储量综合法研究及应用
16
作者 况明 庞博 《煤炭与化工》 CAS 2024年第9期118-122,共5页
本文通过深入研究平岗煤矿瓦斯抽采钻孔的瓦斯运移规律,探讨了有效影响半径的关键因素。通过观测和分析钻孔抽采参数,得出了钻孔流量衰减系数,并进一步探讨了抽采时间与抽采率的关系。研究发现,有效影响半径在1.0~2.5 m时,抽采时间与抽... 本文通过深入研究平岗煤矿瓦斯抽采钻孔的瓦斯运移规律,探讨了有效影响半径的关键因素。通过观测和分析钻孔抽采参数,得出了钻孔流量衰减系数,并进一步探讨了抽采时间与抽采率的关系。研究发现,有效影响半径在1.0~2.5 m时,抽采时间与抽采率呈正比;而当半径超过2.5 m时,抽采率随半径增大而降低。此外,还通过实验考察了不同钻孔间距下的抽采效果,并通过实测残余瓦斯含量验证了方法的可行性。研究结果为煤矿瓦斯灾害治理提供了重要参考,有助于优化瓦斯抽采方案和提高瓦斯灾害防治效果。建议进一步研究瓦斯运移机理、多因素影响以及引入先进技术与方法,以提高煤矿瓦斯灾害治理领域的研究水平和应用效果。 展开更多
关键词 钻孔 有效影响半径 钻孔流量衰减 时间 残余瓦斯含量
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顺层钻孔瓦斯抽采有效半径数值试验研究
17
作者 甘睿 袁欣鹏 +4 位作者 张博文 付智博 赵海波 李润芝 李远飞 《煤》 2024年第12期9-14,共6页
本煤层顺层钻孔瓦斯抽采是常用的瓦斯抽采方法之一,能够有效降低煤层瓦斯含量,保证工作面安全生产,减少碳排放。为优化抽采设计、提高瓦斯抽采效率,根据煤体孔隙-裂隙双重介质特性,分析了煤体内瓦斯的孔隙结构、瓦斯渗透特性以及运移形... 本煤层顺层钻孔瓦斯抽采是常用的瓦斯抽采方法之一,能够有效降低煤层瓦斯含量,保证工作面安全生产,减少碳排放。为优化抽采设计、提高瓦斯抽采效率,根据煤体孔隙-裂隙双重介质特性,分析了煤体内瓦斯的孔隙结构、瓦斯渗透特性以及运移形式,建立煤层瓦斯气固耦合模型,通过数值试验研究顺层钻孔抽采时,距孔中心不同区域瓦斯压力随抽采时间的变化规律,拟合有效抽采半径计算公式。模拟研究了多孔抽采条件,考虑孔间干扰影响时不同孔距抽采达标时间,孔距越小,抽采控制范围瓦斯压力值越低,压降速度越快,抽采达标用时越短。研究对于优化抽采钻孔布置,提高瓦斯抽采率有一定意义。 展开更多
关键词 瓦斯 气固耦合 双重介质模型 有效半径 数值试验
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基于正交设计的瓦斯抽采有效半径影响因素分析
18
作者 张卫东 《中国矿山工程》 2024年第6期49-55,共7页
为研究初始瓦斯压力、煤层孔隙率、钻孔直径、抽采负压及初始渗透率五个因素对钻孔瓦斯有效抽采半径的影响,利用COMSOL数值模拟,结合正交试验及极差分析探究各因素影响情况,并运用SPSS软件线性回归分析获得方程。研究结果表明:初始渗透... 为研究初始瓦斯压力、煤层孔隙率、钻孔直径、抽采负压及初始渗透率五个因素对钻孔瓦斯有效抽采半径的影响,利用COMSOL数值模拟,结合正交试验及极差分析探究各因素影响情况,并运用SPSS软件线性回归分析获得方程。研究结果表明:初始渗透率对瓦斯有效抽采半径影响最大;极差分析影响程度依次为初始渗透率、钻孔直径、抽采负压、孔隙率、初始瓦斯压力,其中有效抽采半径最大时因素水平最优组合为初始瓦斯压力为1.2 MPa、孔隙率为0.08、钻孔直径为94 mm、抽采负压为20 kPa及初始渗透率为1×10^(-15)m^(2)时;多元线性回归方程中决定系数R^(2)=90.6%,拟合程度良好。 展开更多
关键词 瓦斯 有效半径 正交试验 极差分析 多元线性回归
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顺层钻孔瓦斯抽采叠加效应影响研究 被引量:1
19
作者 刘军 卢鹏 +1 位作者 刘志宽 苏敏 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期38-46,共9页
为了更好地揭示顺层钻孔瓦斯抽采过程中有效抽采半径的变化及抽采叠加效应对抽采效果的影响,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立三维煤层瓦斯气固耦合模型。基于所建理论模型,以山西亚美大宁能源有限公司2901工作面为工程背景,利用COMSO... 为了更好地揭示顺层钻孔瓦斯抽采过程中有效抽采半径的变化及抽采叠加效应对抽采效果的影响,基于孔隙-裂隙双重介质的假设,建立三维煤层瓦斯气固耦合模型。基于所建理论模型,以山西亚美大宁能源有限公司2901工作面为工程背景,利用COMSOL软件开展煤层瓦斯抽采数值模拟,分析了有效抽采半径随抽采时间的变化规律,结合现场试验结果验证了数值模拟结果的准确性。研究了多钻孔抽采叠加效应机理,分析了布孔间距和抽采负压对抽采叠加效应的影响。研究结果表明:有效抽采半径的变化幅度随抽采时间逐渐减缓,并趋于稳定,两者呈幂函数关系,函数表达式为:R=0.24t^(0.59);采用瓦斯储量法进行现场测定,煤层瓦斯有效抽采半径的数值模拟结果与现场试验结果之间的平均误差为7.7%,验证了所建三维煤层瓦斯气固耦合模型的合理性;同一区域内布置多个顺层钻孔同时进行瓦斯抽采时,区域内存在叠加效应形成复合抽采达标区域,钻孔间距越小,钻孔控制区域内的煤层叠加效应越明显,相同抽采时间下瓦斯压力降幅越快,抽采负压对叠加效应几乎没有影响;以系数k=P_(m)/P_(c)作为抽采叠加效应的评判指标,在确定单孔抽采有效半径R的情况下,顺层瓦斯抽采时叠加效应的影响范围可达2.2R,研究结果为煤矿顺层钻孔的合理布局提供了理论依据。 展开更多
关键词 瓦斯 气固耦合 三维数值模拟 有效半径 叠加效应
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煤层钻孔瓦斯抽采有效半径影响因素分析 被引量:20
20
作者 张飞 尚玮炜 +3 位作者 罗华贵 王宁 贾进章 李斌 《矿业安全与环保》 北大核心 2022年第2期137-142,共6页
为了揭示不同因素对煤层钻孔瓦斯抽采有效半径的影响,更准确地预测煤层瓦斯抽采有效半径,提高瓦斯抽采率,基于瓦斯在煤层中的运移、渗流与Klinkenberg效应等理论,构建了瓦斯抽采数学模型;采用COMSOL软件模拟了初始瓦斯压力、渗透率、抽... 为了揭示不同因素对煤层钻孔瓦斯抽采有效半径的影响,更准确地预测煤层瓦斯抽采有效半径,提高瓦斯抽采率,基于瓦斯在煤层中的运移、渗流与Klinkenberg效应等理论,构建了瓦斯抽采数学模型;采用COMSOL软件模拟了初始瓦斯压力、渗透率、抽采负压、孔径和抽采周期等5个因素对煤层瓦斯抽采有效半径的影响。结果表明:煤层瓦斯抽采有效半径与初始瓦斯压力的变化呈负相关关系,与渗透率、抽采负压、钻孔孔径和抽采周期的变化呈正相关关系。利用灰色关联数学模型,根据数值模拟结果对这5个影响因素进行主次顺序分析,得到初始瓦斯压力对瓦斯抽采有效半径的影响最强,渗透率次之,抽采负压的影响最弱。研究成果可为煤层瓦斯抽采工艺的井下施工提供理论依据。 展开更多
关键词 煤层瓦斯 钻孔 有效半径 数学模型 影响因素 灰色关联分析 主次顺序
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