| 静态致裂作用下低渗厚煤层瓦斯增透数值模拟研究 |
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| 作者姓名： | 王新丰 刘文港 王龙 韦友玉 张乔 |
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| 作者单位： | 1. 湘潭大学环境与资源学院;2. 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室(安徽理工大学) |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(51904266,52104224)；;湖南省自然科学基金青年项目(2023JJ40634)；;湖南省教育厅优秀青年基金项目(21B0144)；;煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室开放基金项目(JYBSYS2018203)； |
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| 摘 要： | 为提高煤层静态致裂井下作业效率，优化致裂布孔参数，以中煤华晋王家岭矿12316综采工作面胶带巷为实验背景，结合煤层变形破坏方程、瓦斯扩散渗流方程和煤层渗透率演化方程，构建煤层破坏及渗透率演化模型；采用FlAC3D-COMSOL Multiphysics对煤体静态致裂增透过程及影响因素进行数值模拟，揭示静态致裂作用下煤层应力分布、塑性扩展与瓦斯压力传递演化规律。通过优化选取致裂工艺参数开展现场试验，定量分析不同孔距下静态致裂过程中煤层瓦斯抽采量的变化特征。结果表明：静态致裂过程中膨胀应力在煤体内部沿致裂孔半径方向向四周均匀传递，单孔致裂过程中形成圆环状应力圈和塑性区；在双孔致裂条件下，两致裂孔内膨胀应力的水平叠加效果优于竖直叠加效果，使煤体水平方向破坏效果较竖直方向显著，且两致裂孔中间区域的煤层先于其他区域破坏。受静态致裂作用范围的限制，增透促抽后煤层内瓦斯压力大小与孔距呈正相关关系，煤层渗透率与孔距间呈负相关关系；现场试验表明，将孔距设为1.6 m以内进行静态致裂增透，在抽采负压为20 kPa条件下抽采30 d，测得致裂后瓦斯抽采纯量提升1倍左右，说明静态致裂对瓦...
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| 关 键 词： | 瓦斯抽采 静态致裂 煤层增透 扩散渗流 数值模拟 效果评价 |
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