钻孔瓦斯抽采气固耦合模型及其应用

• 作者: 娄振 秦宾宾 贾天让 闫江伟 陶东东 魏国营
• 来源期刊: 中国安全科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 瓦斯抽采 耦合模型 数值模拟 渗透率 卸压
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 安全工程技术科学
• 页码范围: 75-80
• 页数: 6页
• 分类号: X936
• 语种: 中文
• DOI: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2017.02.014

摘要

为研究钻孔瓦斯抽采过程中瓦斯运移机制,基于瓦斯渗流扩散方程,探讨钻孔周围不同区域煤体变形和渗透率动态变化,推导出钻孔周围卸压区和非卸压区瓦斯流动耦合方程.根据某矿己15-31010工作面煤体物性参数建立几何模型,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对耦合方程进行数值求解.结合模拟结果分析煤体形变、渗透率动态变化、钻孔周围瓦斯压力之间的耦合关系.对相关参数模拟结果进行现场抽采效果验证.结果表明,在瓦斯抽采过程中,煤体瓦斯压力随着时间推移逐渐降低,沿钻孔中心向四周方向,瓦斯压力在卸压区迅速增加,在非卸压区增速逐渐变缓,最终趋于稳定;煤体渗透率在钻孔周围呈现非对称V字型变化规律;卸压区的煤体变形较大,变形量在远离钻孔的方向上逐渐减小;模拟结果与现场抽采效果基本吻合.