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抽放有效半径的确定

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有 效 抽 放 半 径 的 确 定 预 抽 煤 层 瓦 斯 是 防 治 矿 井 瓦 斯 超 限 和 煤 与 瓦 斯 突 出 的 重 要 措 施 ,在 一 定 程 度上 缓 解 了 煤 矿 煤 层 开 采 的 瓦 斯 问 题 , 是 矿 井 安 全 生 产 的 重 要 保 证 , 但 如 果 抽 放 钻孔 参 数 布 置 不 合 理 , 预 抽 时 间 不 足 等 因 素 , 将 会 影 响 煤 层 瓦 斯 预 抽 效 果 , 从 而 起不 到 应 有 的 瓦 斯 治 理 效 果 。 因 此 , 正 确 掌 握 煤 层 瓦 斯 合 理 的 预 抽 参 数 , 是 煤 矿 瓦斯 抽 放 的 关 键 。 瓦 斯 抽 放 参 数 中 , 主 要 是 指 不 同 煤 层 的 抽 放 半 径 , 而 煤 层 抽 放 半 径 与 煤 层 的原 始 瓦 斯 压 力 、 瓦 斯 含 量 、 透 气 性 系 数 、 钻 孔 瓦 斯 流 量 衰 减 系 数 、 抽 放 负 压 以 及抽 放 钻 孔 直 径 等 众 多 因 素 有 关 。 1 抽放半径测算原理 在 本 次 测 算 原 理 分 析 中 , 拟 采 用 渗 流 理 论 的 方 法 确 定 钻 孔 的 抽 放 有 效 半 径 。 1.1 基 本 假设 ① 钻 孔 周 围 初 始 瓦 斯 压 力 均 匀 分 布 , 为 煤 层 原 始 瓦 斯 压 力 , P0( MPa) ② 钻 孔 周 围 煤 层 渗 透 率各向同 性 , 其值为K( 达西) ③ 瓦 斯 解 吸过程 是 等 温过程 ④ 瓦 斯 渗 流 过程 质量 守恒, 且符合 达西定 律( Darcy Law) ⑤ 忽略瓦 斯 沿钻 孔 轴向流 动, 将 钻 孔 周 围 瓦 斯 流 场, 视为 轴对称径 向流 场。 1.2 数学模型的建立 取如 图1 所示一 个薄壁单元体, 沿轴向的 宽度 取单位宽度 1, 壁厚取dr。 在 t 时 刻, 半 径 为r 的 园壁上 的 质量 速度 为vr, 则半 径 为r+dr 园壁上 的 质量 速度 为 : drrvvrr)( ( 1-1) 给时 间 一 个增量dt, 在dt 时 间 内流 入单元体的 瓦 斯 量 为 : dtdrrdrrMvvrr))().((22 ( 1 -2) drrrρ0υrρυr+rυρ()r dr图1 钻 孔 周 围 瓦 斯 渗 流 单元体分 析 示意图 在dt 时间内流...

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