钻孔变形失稳瓦斯抽采负压及流量变化规律研究

作者：徐刚; 王申佳^*; 马利伟; 王朝峰; 金洪伟

来源：煤炭技术, 2023, 42(07): 92-97.

DOI：10.13301/j.cnki.ct.2023.07.019

• 瓦斯抽采
• 钻孔变形失稳
• 抽采负压
• 数值模拟
• 瓦斯流量

为研究瓦斯抽采过程中钻孔变形失稳对抽采效果的影响，在分析钻孔的变形规律和钻孔中瓦斯流动规律的基础上，设计并搭建了钻孔变形失稳瓦斯抽采相似模拟试验系统，同时建立了瓦斯抽采流固耦合数学模型，最后以陕西蒋家河煤矿为例，采用COMSOL软件对不同变形失稳程度下的钻孔抽采负压分布规律进行了数值模拟研究。结果表明：在钻孔完整的条件下，沿钻孔长度的抽采负压分布近似为线性。孔口的抽采负压增大，钻孔的抽采流量也增大，钻孔内的负压损失同时增大，但与孔口相比仍然很小，仅占3.38%～4.11%。当钻孔的孔底发生一定程度的塌孔时，由于阻力系数的增大，在塌孔段的沿程损失要大于完整孔，由于在塌孔段内的流量相对于完整孔较小，其负压损失比完整孔有所增加，占孔口负压的8.9%～17.5%。当钻孔的中部发生塌孔时，负压损失比完整孔大，但比底部塌孔时有所降低，占孔口负压的7.6%～16.9%。研究结果为确定钻孔坍塌位置和钻孔的日常维护提供理论依据。

• 单位
  西安科技大学; 河南大有能源股份有限公司