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作者
窦成义李庆钊马旭
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单位
陕西彬长大佛寺矿业有限公司中国矿业大学安全工程学院
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摘要
为提高顺层钻孔抽采瓦斯的效率,以大佛寺40204工作面顺层钻孔抽采工程为背景,开展了瓦斯抽采钻孔参数优化研究。通过数值方法，建立了基于煤体塑性变形的流固耦合瓦斯抽采模型，研究了钻孔孔径、钻孔间距对煤层瓦斯抽采的影响，优化了钻孔布置。结果表明，增大钻孔孔径将使煤岩塑性破坏加重,孔径φ153 mm钻孔的塑性破坏区面积为φ93 mm钻孔塑性破坏区的3.7倍，其有助于煤岩渗透率的增加，加快抽采煤层瓦斯压力的降低；减小钻孔间距有助于塑性破坏区域的扩展，随钻孔数量增加，间距1.5 m的塑性破坏区面积是间距3 m时的4.2倍，缩短间距可使相邻钻孔间煤岩渗透率整体提升，有助于瓦斯抽采。通过优化孔径及孔间距，以抽采后煤层残余瓦斯压力为指标，确定适合该矿的合理钻孔布置方案为孔径φ113 mm，钻孔间距2 m。
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关键词
瓦斯抽采塑性破坏钻孔参数瓦斯压力渗透率
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基金项目(Foundation)
国家自然科学基金面上项目（51974303）；
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文章目录
0 引言
1 工作面概况
2 抽采模型构建
2.1 物理模型
2.2 数学模型
(1）基本假设
(2）煤体塑性破坏控制方程
(3）煤体变形场控制方程
(4）基质瓦斯扩散场控制方程
(5）裂隙瓦斯流动控制方程
(6）考虑塑性破坏的孔隙率及渗透率方程
3 结果与分析
3.1 模型验证
3.2 钻孔孔径影响
3.3 钻孔间距影响
3.4 钻孔布置参数优化
4 结语
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引用格式
窦成义,李庆钊,马旭.基于煤体塑性变形的瓦斯抽采钻孔参数优化研究[J].煤炭技术,2023,42(03):167-172.DOI:10.13301/j.cnki.ct.2023.03.031.
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