宁夏石嘴山矿区采空区瓦斯抽采数值模拟研究Numerical Simulation Study on Gas Extraction in the Goaf of Ningxia Shizuishan Mining Area
郭伟勇,李刚,何金先,曹文杰,马凯,祝瑾,牛建魁,李显,倪月琴
摘要(Abstract):
为了有效利用宁夏石嘴山矿区采空区内富集的瓦斯气体,依据该煤矿采空区实际情况,分析了石嘴山矿区采空区的覆岩破坏规律、采空区孔隙率以及渗透率的分布规律。测算出采空区可利用煤层气资源量,并根据气体流动控制方程、瓦斯扩散以及渗流方程,利用COMSOL软件建立石嘴山矿区4321工作面的采空区地面钻井瓦斯抽采模型。研究得出:采空区孔隙率变化范围在0.05~0.55,渗透率变化范围在3.26×10~(-7)~6.50×10~(-6) m~2,20 a内采空区可采煤层气资源总量为4.92×10~6 m~3。钻孔布置以“O”形圈理论为参考,可以发现布置于“O”形圈之内的钻孔抽采速率较高;自采空区边界向深部,钻孔抽采速率降低,符合“O”形圈理论与孔隙率变化所导致的抽采效果的差异。
关键词(KeyWords): COMSOL软件;瓦斯;抽采速率;“O”形圈理论;石嘴山矿区;数值模拟
基金项目(Foundation): 宁夏自然科学基金项目(2023AAC03779)
作者(Author): 郭伟勇,李刚,何金先,曹文杰,马凯,祝瑾,牛建魁,李显,倪月琴
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