基于多场耦合数学模型的机械造穴数值模拟研究_中国煤炭行业知识服务平台

基于多场耦合数学模型的机械造穴数值模拟研究

作者

熊俊杰杨程涛武腾飞
单位

河南能源集团研究总院有限公司河南省低渗突出煤层煤与瓦斯共采工程技术研究中心
摘要

通过构建机械造穴瓦斯运移应力场、渗流场及裂隙场多场耦合数学模型和几何模型，结合鹤煤九矿煤层参数，利用COMSOL多物理场数值模拟软件，针对不同造穴直径、抽采时间和造穴长度等参数下的瓦斯抽采运移规律开展了数值模拟，结果表明：首先，机械造穴可增大围岩的塑性区半径、煤层渗透率与孔隙率，扩大瓦斯抽采半径和影响范围，提高了煤层卸压增透效果，使抽采达标时间大幅缩短；其次，实施机械造穴工艺时，增加造穴长度对于增加瓦斯抽采有效影响范围优于增加造穴半径。该研究为煤矿井下现场实施机械造穴技术提供了科学依据。
关键词

瓦斯运移数学模型机械造穴数值模拟抽采半径
文章目录

0 引言
1 基于多场耦合的机械造穴瓦斯运移数学模型
1.1 多场数学模型构建
1.2 几何模型构建
2 机械造穴数值模拟分析
2.1 不同造穴孔径下的瓦斯压力分布
2.2 不同抽采时间下的瓦斯压力分布
2.3 不同造穴长度下的瓦斯压力分布
3 结语
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