软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯数值模拟及试验 论文

水力冲孔是煤层瓦斯增透抽采的主要技术措施，其主要以出煤量考察卸压效果，但是也存在出煤量大、卸压不均一、应力易集中等问题。因此，提出软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯技术，考虑瓦斯压力压缩和煤基质吸附瓦斯膨胀对本体变形的影响，建立应力场、裂隙场、渗流场耦合条件下的多物理场理论模型，并结合COMSOL数值模拟软件对软煤夹层水射流分支数、卸压影响范围内煤体的瓦斯压力和瓦斯含量变化规律进行了研究。研究表明：当水射流分支长半轴为2 m，短半轴为0.22 m时，水射流分支数为6个时较为合理；在相同出煤率情况下，相同时间内瓦斯压力和含量均随着与钻孔距离的增加而减小，抽采180 d，水射流层状卸压有效抽采半径约为常规水力冲孔有效抽采半径的2.14倍，且在有效影响范围2 m时，水射流层状卸压瓦斯含量降低量为7 m3/t，而常规水力冲孔瓦斯含量降低量为4.1 m3/t，水射流层状卸压瓦斯降低量为常规水力冲孔的1.71倍；在新义煤矿现场试验中发现，当水射流层状卸压出煤率为常规冲孔出煤率的0.29~0.71倍，抽采较高浓度瓦斯时长仍是常规水力冲孔的2倍。软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯技术的提出，对未来煤矿