煤层巷道预排瓦斯带的流固耦合效应数值模拟

张伟¹，许开立¹，雷云^2,3

1. 东北大学资源与土木工程学院2. 西南石油大学地球科学与技术学院3. 煤科集团沈阳研究院有限公司

摘 要：针对在研究本煤层瓦斯涌出规律时,没有准确方法确定煤层巷道预排瓦斯带宽度的问题,基于瓦斯渗流和煤岩变形理论,建立含瓦斯煤岩体瓦斯渗流方程和煤岩巷道变形场方程,确立了煤层巷道预排瓦斯带流固耦合数学模型,以沁水煤田综掘煤层巷道作为实例进行数值模拟计算,研究得出含瓦斯煤岩巷道损伤的时空演化规律.提出基于示踪原理的实测煤层巷道预排瓦斯带宽度的方法,实测考察与数值计算结果具有一致性.研究提出的方法能够解决煤矿工作面瓦斯涌出量预测精度问题.

关键词：煤层巷道;瓦斯预测;预排瓦斯;流固耦合;示踪气体;