基于响应面法的煤体有效抽采半径多因素交互作用

作     者：陈明义 刘惠族 徐飞 田富超 陈晓昀 CHEN Ming-yi;LIU Hui-zu;XU Fei;TIAN Fu-chao;CHEN Xiao-yun

作者机构：石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院石家庄050043 中煤科工集团沈阳研究院有限公司煤矿安全技术国家重点实验室抚顺113122 石家庄铁道大学土木工程学院石家庄050043 

基　　金：国家自然科学基金(52174230,51804201) 河北省自然科学基金(E2020210081) 煤矿安全技术国家重点实验室开放基金(2021-KF-23-04) 石家庄铁道大学研究生创新资助项目(YC2023059) 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2024年第24卷第19期

页      码：8036-8044页

摘      要：钻孔有效抽采半径是煤层瓦斯抽采参数设计的重要指标。为探究煤体基础物性因素(含水率、渗透率、瓦斯压力)对钻孔有效抽采半径的影响特性,首先基于煤的基质-裂隙双重孔隙理论,考虑水分对裂隙开度及基质瓦斯吸附性能的弱化影响,构建了考虑水分影响的煤体渗透率模型与固-气多场耦合模型;其次利用多物理场数值模拟方法并结合响应面分析法研究了不同因素对钻孔有效抽采半径的交互作用。研究发现钻孔有效抽采半径与初始渗透率呈正相关,而与初始瓦斯压力、含水率均为负相关;建立了瓦斯抽采半径与三个因素的二次多元响应面模型,并分析发现含水率、初始瓦斯压力、渗透率对钻孔有效抽采半径的影响显著性逐次降低,并且在一定程度上,煤体初始瓦斯压力的增加会弱化煤岩初始渗透率和含水率对钻孔有效抽采半径的影响,煤体初始渗透率和含水率也会显著改变初始瓦斯压力对钻孔有效抽采半径的影响,然而煤体初始渗透率几乎未改变含水率对钻孔有效抽采半径的影响。

主 题 词：有效抽采半径 含水率 渗透率 瓦斯压力 响应面法 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081903[081903] 08[工学] 

D　O　I：10.12404/j.issn.1671-1815.2305463

馆 藏 号：203140588...