远距离上被保护煤层应力变化与瓦斯渗流耦合机制研究
石钰1
赵佳蕊1
詹可亮2
赵鹏翔1
王翠霞1
黄圣霖3
宋战利3
1.西安科技大学 安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;西安科技大学 西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 7100542.淮南师范学院 机械与电气工程学院,安徽 淮南 2320383.陕西环宇智慧消防科技有限公司,陕西 西安 710523
摘要：为了明晰远距离下保护层开采上被保护煤层应力变化及瓦斯渗流耦合机制,基于吸附解吸、岩石力学和渗流力学等基础理论,以平煤六矿戊8 煤层和丁5-6 煤层为研究对象,建立含瓦斯煤流固耦合模型,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件探讨保护层不同开采距离下,远距离上被保护煤层应力变化及渗透率演化规律.结果表明:随着保护层工作面推进,上被保护煤层卸压范围增大,应力变化由"V"形逐渐转变为"U"形;上被保护煤层渗透率总体呈"W"形分布,表现为先减小—再增大—后稳定的规律.卸压后上被保护煤层渗透率数值模拟结果为 18.53×10-17 m2,与现场实测结果误差为9.83%,在允许范围之内.对远距离上被保护煤层进行瓦斯抽采数值模拟,发现随着抽采时间增加,上被保护煤层瓦斯压力呈现以钻孔为中心的椭圆形分布,瓦斯压力由内向外逐渐增大,有效抽采半径逐渐增大.钻孔有效抽采半径数值模拟结果与现场实测结果的平均误差为 4.81%.本研究为远距离上被保护煤层卸压瓦斯抽采提供了一定的理论指导.
关键词：保护层开采应力变化瓦斯渗流流固耦合有效抽采半径
分类号：TD712.6(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(11802231)国家自然科学基金(52174205)国家自然科学基金(52204235)陕西省杰出青年科学基金(2023-JC-JQ-40)陕西省重点研发计划一般项目(2024GX-YBXM-490)
论文发表日期：2025-02-09
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 47-54 )
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