低透气性煤层瓦斯涌出规律研究及预抽效果分析

发布时间：2024-04-15 04:21

　　为了研究霍尔辛赫矿区煤层瓦斯涌出规律,采用自主研发的瓦斯流量监测设备对3308工作面后通风眼抽采钻孔的瓦斯涌出量进行监测,并运用COMSOL仿真软件模拟钻孔抽采条件下煤层瓦斯压力和瓦斯流速分布规律,对钻孔预抽方案进行了详细分析。结果表明,?50 mm、?110 mm钻孔瓦斯涌出规律具有一致性,均以指数函数形式衰减;随着与钻孔距离的增加,煤体瓦斯抽采率呈指数函数关系不断衰减,最终趋于零,在距离钻孔2.5 m处,瓦斯抽采率达到20%以上,印证了现场钻孔布置合理,抽采效果良好;如果将钻孔间距设置为4 m,煤层瓦斯预抽率将达到30%以上,可以很大程度提高低透气性煤层瓦斯抽采效果。

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【部分图文】：

图1钻孔布置示意

通过对每天记录的瓦斯涌出量数据进行整理分析,得出在监测周期内的煤层钻孔的瓦斯涌出规律,钻孔瓦斯涌出量监测数据见表1。图2瓦斯流量监测装置示意

图2瓦斯流量监测装置示意

图1钻孔布置示意?50mm和?110mm4个钻孔的监测数据可以反映在不同孔径下监测周期内的瓦斯涌出情况,整理分析数据,拟合得到日瓦斯涌出量和监测周期内的瓦斯涌出量之间的关系,见图3。

图3各钻孔瓦斯流量衰减规律

由图3可看出,钻孔开孔完毕后,煤层瓦斯不断流向钻孔,随着时间的推移,煤层瓦斯的自然涌出量逐渐减小并最终趋于平稳状态,整体呈指数函数衰减趋势。这是由于钻孔的开孔扰动破坏了煤体原有的应力平衡,钻孔的卸压作用导致较远处煤体与钻孔之间存在一定的压力梯度,瓦斯在压力差的作用下不断向低压区运....

图4钻孔周围瓦斯压力分布(t=90d)

煤层原始瓦斯压力为0.97MPa,抽采负压为21kPa,抽采监测周期为90d,图4为负压抽采和自然放散条件下钻孔周边瓦斯压力分布情况。可知,无论是自然放散还是负压抽采条件下,以钻孔轴心为中心,越靠近钻孔位置的煤层瓦斯压力越小,随着与钻孔轴心距离的增加,瓦斯压力不断增大并逐渐....

本文编号：3955728