西沟煤矿注CO2促抽煤层瓦斯模拟研究

作者：韩兵

来源：中国安全生产科学技术, 2019, 15(07): 94-99.

• 瓦斯抽采
• 数值模拟
• 固气耦合
• CO2
• 注气孔

为了提高瓦斯抽采效果,以西沟煤矿5315工作面注气瓦斯抽采方案为工程背景,开展注CO2促抽煤层瓦斯模拟研究。通过对注CO2驱替煤层瓦斯机理研究,结合注气瓦斯抽采过程中的气体运移场和煤体变形场的耦合关系,建立了注CO2促抽瓦斯固气耦合模型;利用COMSOL Multiphysics软件模拟了工作面注气瓦斯抽采,对比分析了注气瓦斯抽采与本煤层顺层钻孔抽采的瓦斯抽采效果,论证了煤层注CO2促抽煤层瓦斯工艺的可行性与有效性。研究结果表明:在工作面瓦斯抽采90 d后注入CO2,对瓦斯抽采的促抽效果明显,煤层瓦斯压力降至0. 46～0. 49 MPa,瓦斯含量降低至4. 22 m3/t;在90 d后注入CO2促抽煤层瓦斯,在瓦斯抽采至第180 d时,抽采效果较钻孔瓦斯抽采明显提高,煤层瓦斯压力降低了7. 84%～9. 26%,残余瓦斯含量减少了18. 63%。通过工程实测可知,5315工作面在注入CO2促抽煤层瓦斯抽采后的瓦斯压力与瓦斯含量分别降低至0. 48 MPa和4. 76m3/t,有效降低了煤与瓦斯突出的危险性。

• 单位
  煤科集团沈阳研究院有限公司; 煤矿安全技术国家重点实验室