基于COMOSOL模拟的定向长距离钻孔合理布置间距研究

发布时间：2024-03-24 08:21

　　根据上社煤矿15#煤层瓦斯基础参数,采用COMOSOL软件模拟了单个钻孔和多个钻孔不同抽采负压和抽采时间时的煤层瓦斯压力变化情况。结果表明:单个钻孔抽采90 d以后,钻孔瓦斯压力梯度变化较小:多个钻孔进行抽采时,钻孔的合理抽采负压为20 kPa,抽采时间不少于90 d时,钻孔的合理布置间距为10 m。现场试验结果表明,数值模拟出的定向长距离钻孔的合理布置间距为10 m是可靠的。

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图1几何模型

根据上社公司15#煤层工程地质情况，瓦斯抽采数值模拟几何模型如图1所示，煤层厚度5.67m，钻孔以一定的间距分布在煤层的中心位置，其中AB为瓦斯抽采效果观测线，O为瓦斯抽采效果观测点。通过以上属性该软件能够有效对前文所建立的瓦斯抽采流-固-热耦合模型进行有效解算，数值模拟参数如....

图2不同抽采时间钻孔周围瓦斯压力分布云图

单钻孔抽采瓦斯时，不同抽采时间下钻孔周围瓦斯压力分布云图如图2所示。随着抽采钻孔不间断抽采煤层瓦斯，钻孔周围煤层瓦斯压力逐渐减小，在钻孔负压作用下形成的瓦斯流场范围逐渐增大。由图2可以看出，抽采30d时，工作面残余瓦斯压力为1.057MPa;抽采60d时，工作面残余瓦斯压力....

图3不同抽采时间钻孔周围瓦斯压力变化

不同抽采时间钻孔周围瓦斯压力变化如图3所示。由图3可以看出，钻孔影响范围随着抽采时间的增长逐渐增大，在初始阶段瓦斯压力梯度较大，90d以后，瓦斯压力梯度逐渐减小。主要原因是钻孔施工过程中钻孔周围较小范围内煤体由于受到应力集中和卸压影响，应力集中煤体渗透率减小，卸压煤体渗透率增加....

图4不同抽采负压抽采90d时瓦斯抽采效果观测点处瓦斯压力

不同抽采负压抽采90d时，瓦斯抽采效果观测点O处瓦斯压力如图4所示，可以看出，抽采90d时，观测点O处的瓦斯压力，随着抽采负压的减小而不断减小，但减幅不断减小。抽采负压为-5kPa时，抽采90d，观测点O处的瓦斯压力为0.623MPa，当负压分别降低到-10、-15、....

本文编号：3937197