動態回采工作面煤壁瓦斯涌出數值計算及現場應用

劉 彥 青

(1.煤炭科學技術研究院有限公司 安全分院，北京 100013；2. 煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室,北京 100013)

0 引 言

回采工作面瓦斯涌出量預測是回采工作面配風量確定以及回采煤層瓦斯抽采設計最重要依據之一，回采工作面煤壁為工作面最主要瓦斯涌出源，工作面煤壁瓦斯涌出預測對于實現工作面瓦斯涌出準確預測至關重要，目前所使用的礦井瓦斯涌出量預測方法中開采層瓦斯涌出量計算公式為半經驗公式，無法實現精準預測。

為適應現階段煤炭行業精準化開采發展趨勢，以實現工作面瓦斯涌出量的準確預測為目標，眾多研究人員采用數學建模、現場實測、數值模擬等方法對回采工作面煤壁瓦斯涌出規律進行研究：文獻[1-2]基于氣固耦合理論對工作面前面煤層應力場和瓦斯流場進行了模擬分析；程國強等[3]采用區別于傳統網格數值模擬方法的SPH無網格模擬技術對煤層瓦斯流場進行模擬分析；劉世奇等[4]構建了CO2注入煤儲層結構演化-流體運移-儲存能力THM全耦合數學模型，并采用COMSOL Multiphysics仿真軟件進行了模擬分析；文獻[5]基于實測的單位面積工作面煤壁瓦斯涌出強度函數推導建立了整個回采工作面煤壁瓦斯涌出量計算公式；文獻[6]基于回采工作面瓦斯、風量實測參數構建工作面瓦斯分源計算數學模型，計算回采工作面煤壁瓦斯涌出量。

在前人研究成果的基礎上，筆者重點研究工作面推進過程對工作面煤……