基于钻孔周边瓦斯压力的有效抽采半径精细化数值解算方法

针对煤层钻孔有效抽采半径表征不明晰的问题，首先确定了有效抽采半径所对应的瓦斯压力临界值，之后采用钻孔径向流场瓦斯压力表达式计算了钻孔周围瓦斯压力变化规律，通过现场实测数据验证了计算结果的可靠性，分析了抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数等对煤层瓦斯压力分布的敏感性，最后根据临界瓦斯压力指标确定出了有效抽采半径，通过现场瓦斯瓦斯含量检测数据进行了验证，并推导了不同预抽时间下钻孔有效抽采半径与不同原始瓦斯压力的函数关系。研究结果表明，理论解算的瓦斯压力以及有效抽采半径值均与现场实测数据保持基本一致，瓦斯压力与抽采时间呈反比，与至钻孔的距离呈正比；抽采负压、透气性系数、钻孔半径、吸附常数b均与瓦斯压力呈负相关，吸附常数a则与瓦斯压力呈正相关；有效抽采半径随着抽采时间增加而增加，二者符合对数函数类型。通过推导出的有效抽采半径、预抽时间以及原始瓦斯压力函数关系式，能够方便快速计算得到对应的有效抽采半径，并确定合理的钻孔间距，对井下煤层瓦斯抽采钻孔精细化设计工作具有一定的理论意义。