高硫工作面合理注碱孔距数值模拟与试验研究

摘要：

通过向煤层中注入碱液能显著减少工作面硫化氢的产生,为获得注碱后煤层中碱液与硫化氢的分布规律,借助COMSOL数值模拟软件中化学反应模块,数值模拟研究两渡煤业21003工作面煤层注入碱液(NaHCO3)降低硫化氢.假设NaHCO3液体沿着煤层裂缝裂隙的运移符合NS方程,沿着煤基质微孔运移符合BRINKMAN方程,物质发生化学反应变化符合对流扩散方程,结合矿井硫化氢赋存条件及注碱相关参数,分析注入碱液后在煤层中的运移扩散规律和H2S治理情况.模拟结果证明:碱液所经过的煤层范围,硫化氢含量发生明显减小,随着注碱时间的延长注碱影响面积在扩大.持续不断注碱18 h之后,离注碱钻孔7～9 m,煤层硫化氢含量下降51.3％以上,距离钻孔小于7 m的范围煤层硫化氢基本被完全中和.根据数值模拟结果,决定施工8～10 m间距的煤层注碱钻孔.在21003工作面开展8 m间距的注碱钻孔试验,注入碱液之后工作面回风流硫化氢浓度最大为5.6×10-6,工作面回采过程中没有发生超限现象,揭示数值模拟结果能很好的指导现场开展注碱治理硫化氢工作.

关键词：硫化氢、煤层注碱、赋存规律、NaHCO3、渗流

所属期刊栏目：30

分类号：TD714(矿山安全与劳动保护)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金

在线出版日期：2021-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：376-381