COMSOL在穿层钻孔瓦斯抽采半径影响因素研究中的应用

为了合理的对瓦斯抽采半径影响因素进行研究,基于煤层瓦斯赋存、质量守恒定律和瓦斯流动理论,考虑渗透率和孔隙率之间的动态变化,以及煤体受到有效应力和基质收缩影响,建立了含瓦斯煤岩流-固耦合模型,采用COMSOL模拟软件进行数值模拟。结果表明:抽采时间对瓦斯抽采半径影响最大,抽采钻孔直径次之;抽采负压对抽采半径影响最小,与实际案例相符。因此,为青龙煤矿21605底抽巷确定最合适的抽采参数为瓦斯抽采负压为25kPa,抽采钻孔直径为94mm,抽采时间为90d。

上保护层开采卸压效应研究

为研究上保护层开采邻近煤层卸压效果,以青龙煤矿二采区16和17煤层为研究背景,基于离散元数值模拟手段分析上保护层开采对高瓦斯煤层的裂隙发育和膨胀变形等特征,并通过现场应用验证瓦斯抽采效果。研究表明:基于UDEC模拟上保护层开采,被保护煤层最大膨胀变形区域位于切眼和停采线附近,其最大膨胀变形量为27.9mm和26.1mm,相对煤层膨胀变形率为2.0%和1.86%,远大于0.3%,表明煤层卸压增透效果好;17煤层瓦斯压力下降高达62.5%,残余瓦斯含量低于8m3/t,瓦斯抽采效果较好,以期为类似工况条件的卸压瓦斯治理提供参考。

煤层底板突水预测的PCA-Fisher判别模型

为提高小样本数据预测煤层底板突水状态可靠性,结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)与Fisher判别法构建煤层底板突水预测模型。以华北典型矿区为例,选取12项可直接测量指标作为煤层底板突水评价指标,采用主成分分析处理评价指标,用5项主成分代替原有12项指标,定性分析煤层底板突水状态。利用Fisher判别法分析主成分分析处理结果,确定评价集与两类突水状态的距离,进行样本归类判别。研究表明:回判15组训练样本并预测3组待测样本,误判率为0%。PCA-Fisher判别模型可减弱指标间关联度,在煤层底板突水样本数据有限的情况下,可获得良好的预测效果。