煤层钻孔有效抽采半径数值模拟研究

魏风清¹，程沛栋¹，张钧祥²，杜晓奇¹

1. 河南理工大学安全科学与工程学院2. 河南理工大学能源科学与工程学院

摘 要：在煤层瓦斯流动理论和弹性力学基础上,考虑煤体渗透率变化对瓦斯流动的影响,建立了含瓦斯煤岩渗流-应力耦合数学模型,根据该模型对COMSOL Multiphysics数值模拟软件进行二次开发,以某突出矿井为例建立了煤层钻孔瓦斯抽采模型,并进行求解计算,结果表明煤层瓦斯压力、煤体渗透率均随抽采时间的增加而逐渐降低,钻孔有效抽采半径随抽采时间的增加而逐渐扩大,但均具有一定的时效性;采用压力法进行现场测试,实测结果与模拟结果基本一致,证明了含瓦斯煤岩渗流-应力耦合数学模型的正确性及采用数值模拟方法计算煤层钻孔有效抽采半径的可行性。

关键词：煤层钻孔;瓦斯抽采;有效抽采半径;含瓦斯煤;渗流-应力耦合;数值模拟;