演马庄矿瓦斯抽采钻孔流量计算研究

摘要

钻孔瓦斯流量是反映瓦斯抽采效果的重要参数，目前只能通过现场实测得到。为了定量分析钻孔瓦斯流量，在煤层瓦斯渗流符合达西定律和瓦斯稳定流动的基础上，推到了钻孔流量的表达式。根据演马庄矿煤层瓦斯参数，利用COMSOL软件对瓦斯抽采过程中钻孔流量进行数值计算。分别计算了在不同抽采条件下单孔流量和百米钻孔流量，并利用计算的结果分析了演马庄矿27131工作面瓦斯抽采钻孔流量指标。
　　数值研究结果表明，单个钻孔的流量与抽采负压、钻孔直径、煤层渗透率以及煤层初始瓦斯压力有关，其中煤层渗透率和初始瓦斯压力对钻孔流量有显著的影响。随着抽采时间的延长，各个因素对钻孔流量的影响减弱。百米钻孔瓦斯流量与煤层渗透率、钻孔的布置方式、抽采负压有关，其中抽采负压对百米钻孔流量影响最小。百米钻孔流量衰减系数与钻孔的布置密度和煤层透气性呈现正相关性，受抽采负压影响很小。
　　现场实测结果表明：钻孔抽采负压和百米钻孔流量呈现正的相关性与理论值存在较大的差别，用钻孔瓦斯涌出初速度来判断煤与瓦斯突出的危险性误差率明显高于钻屑法，造成这种现象的原因是煤层透气性改善；百米钻孔流量衰减系数与理论值存在差别是由于瓦斯解吸不是瞬间完成的。

目录

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致谢

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钻孔瓦斯流量（纯瓦斯）计算国内外研究现状

1.3 研究的内容与技术路线

2 演马庄矿瓦斯抽采钻孔流量计算公式

2.1 矿井概况

2.2 煤层瓦斯赋存规律

2.3 煤层瓦斯流动方程

2.4 抽采钻孔流量的算法

2.5 小结

3 演马庄矿钻孔瓦斯流量数值计算

3.1 软件COMSOL简介

3.2 单孔流量影响因素分析

3.3 百米钻孔流量影响因素分析

3.4 小结

4 演马庄矿瓦斯抽采分析

4.1 27131工作面瓦斯抽采工程概况

4.2 27131工作面瓦斯抽采实测数据

4.3 小结

5 结论及展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

作者简历

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