基于COMSOL的高位大直径长钻孔瓦斯抽采模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

基于COMSOL的高位大直径长钻孔瓦斯抽采模拟研究

作者

苏生
单位

安徽恒源煤电股份有限公司祁东煤矿
摘要

祁东煤矿采空区瓦斯治理措施效果不佳，使得采掘衔接过程中高抽巷工期紧张的情况，从而影响了煤矿的经济效益。为实现对采空区瓦斯的抽采，利用COMSOL软件建立瓦斯流动与煤体变形的流—固耦合数学模型，并以压力差代替浓度差的方法，对不同抽采负压下的高位定向钻孔瓦斯压力分布进行研究，得出了钻孔瓦斯抽采有效半径的变化情况，并在不同的工作面推进距离下得出了瓦斯抽采混量及浓度。相关研究结果表明，随着抽采负压的增加，瓦斯抽采有效半径表现出先增加后降低的变化规律；不同工作面推进距离下的瓦斯抽采量和浓度呈现出先增加后降低的循环变化趋势，但抽采量变化较大，从0增加至195 m3/min,浓度则变化不大，最终稳定在5%左右。研究可为相关问题提供理论依据。
关键词

大直径长钻孔瓦斯抽采流固耦合抽采负压
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金面上项目(52074283)；
文章目录

1 基本假设与数学模型推导
1.1 基本假设
1.2 数学模型推导
1.2.1 煤体变形控制方程
1.2.2 瓦斯流动控制方程
1.2.3 其他方程
2 模型建立与边界条件及参数的设置
2.1 模型建立及边界条件
2.2 参数设置
3 结果与分析
3.1 不同抽采抽负压下瓦斯抽采效果分析
3.2 现场工程应用
4 结论
引用格式

苏生.基于COMSOL的高位大直径长钻孔瓦斯抽采模拟研究[J].能源与环保,2023,45(08):24-28.DOI:10.19389/j.cnki.1003-0506.2023.08.005.