基于流固耦合的瓦斯抽采半径数值模拟研究

摘要

快速准确考察钻孔有效抽采半径一直是煤矿瓦斯高效防治的难题之一,常规数值模拟方法因未贴合真实抽采状态,模拟结果往往存在较大偏差。本研究基于瓦斯吸附、解吸特性和可压缩性,重点分析抽采时煤体的有效应力与孔隙率、渗透性的关系,对瓦斯流动综合偏微分方程进行修正,建立了流固耦合的偏微分控制方程组,随后借助COMSOL Multiphysics软件对不同点位瓦斯压力、孔隙率等变化进行数值模拟,根据阳泉矿区某矿实际拟合得到有效抽采半径公式,现场试验发现理论模拟和实际抽采达标时间偏差小于3天,验证方法可行有效。