2017, Vol. 49
2. 华北科技学院 安全工程学院，北京 101601
2. School of Safety Engineering, North China Institute of Science and Technology, Beijing 101601, China
煤矿开采过程中，瓦斯时刻威胁着井下工人的生命安全，我国煤矿的重大灾害中约70%都是瓦斯事故[1].近年来，随着我国煤矿开采深度逐渐向下延伸，煤层瓦斯含量和涌出量均呈现出大幅增加的趋势，亟待采取有效措施防患瓦斯灾害于未然[2].煤层瓦斯抽采是一条防治瓦斯灾害的积极有效措施，不仅可以降低煤层瓦斯含量，还可以消除和预防煤与瓦斯突出[3].
一般来说，煤层瓦斯抽采效率主要取决于煤层瓦斯压力及煤层渗透性.煤层渗透性越差，瓦斯在煤层中渗流难度越大，抽采效率越低[4].我国煤层赋存条件极其复杂，部分松软低透气煤层由于原始应力区透气性极低，需采取相关辅助措施方能实现有效抽采[5].目前提高本煤层瓦斯抽采效率的途径主要有两种：一是采取人为方法提高煤层的透气性，二是合理布置钻孔和改变钻孔参数[6].而采取高压注水驱替瓦斯具有一定的实际应用效果，通过将高压水注入煤层驱替孔隙及裂隙中的瓦斯，迫使瓦斯沿煤层孔隙及裂隙通道往抽采孔渗透，从而实现瓦斯的有效抽采[7].但由于该技术在工艺参数选择上尚未形成统一认识，严重制约该技术的发展[8].
因此，本文通过对煤层注水促抽瓦斯效果及其影响因素进行数值模拟研究，掌握煤层注水条件下瓦斯抽采流量的变化规律，获取最佳的工艺参数，可为煤层注水促抽瓦斯现场应用提供技术支持，对于防治煤矿瓦斯灾害具有十分重大的指导意义.
1 煤层注水驱替瓦斯机理煤层可看做是由孔隙及裂隙结构组成的多孔介质.煤层注水时，一方面水在高压作用下进入煤层裂隙，并驱逐裂隙通道中的瓦斯向低压区渗透；另一方面，裂隙中水在孔隙毛管力的吸引下，会沿着基质煤块固体颗粒表面进入孔隙，并将瓦斯从孔隙通道中驱逐而出，进入裂隙通道.随着注水过程的推进，煤层孔隙和裂隙通道将会被水大量占据，只残留少量低于束缚饱和度的瓦斯.孔隙通道中瓦斯进入裂隙通道后，在裂隙内即存在水与瓦斯两相流体，形成高压作用下沿裂隙通道的两相渗流.煤层内水-瓦斯两相渗流与瓦斯单相渗流的交界区域内，所有瓦斯饱和度为零的质点组成了水与瓦斯突变界面，而研究煤层注水驱替瓦斯问题的关键就是要追踪该界面的运动情况，以此来确定煤层中水与瓦斯含量的分布及变化规律.
2 控制方程煤层注水促抽瓦斯模拟采用VOF模型追踪水与瓦斯突变的自由界面，确定该自由界面在煤层中的运动规律，通过求解其中一相体积分数方程和多孔介质的动量方程，掌握水与瓦斯两相流体在煤层中的渗流特征.
2.1 体积分数方程对于煤层注水驱替瓦斯来说，假设瓦斯和水所占体积分数分别为α1和α2，则可得出瓦斯体积分数守恒方程为
| $ \frac{{\partial {\alpha _1}}}{{\partial t}} + {u_i}\frac{{\partial {\alpha _1}}}{{\partial {x_{\rm{i}}}}} = 0. $ | (1) |
由于煤层中瓦斯和水体积分数之和等于1，则煤层中混合流体的密度ρ为
| $ \rho = {\alpha _1}{\rho _1} + \left( {1-{\alpha _1}} \right){\rho _2}. $ | (2) |
式中：ui为i方向上的速度，xi为i方向上的坐标，t为时间, ρ为混合流体密度, ρ1为瓦斯密度, ρ2为水密度.
煤层注水驱替瓦斯过程其他参数如粘性系数等均可按上述方法计算.在不同时刻下，对瓦斯流场的体积分数方程进行求解，可得出水与瓦斯体积分数分布情况，再运用相关方法和手段重构运动界面，即可追踪两相自由界面在煤层中随时间的变化.
2.2 动量守恒方程通过求解煤层中混合流体的动量守恒方程，可得出混合流体的速度场，结合瓦斯与水所占体积分数，可求出水和瓦斯的速度分布.动量守恒方程为
| $ \frac{{\partial \left( {\rho {u_i}} \right)}}{{\partial t}} + \frac{\partial }{{{x_j}}}\left( {\rho {u_i}{u_j}} \right) =- \frac{{\partial p}}{{{x_i}}} + \frac{\partial }{{{x_j}}}\left[{\mu \left( {\frac{{\partial {u_i}}}{{{x_j}}} + \frac{{\partial {u_j}}}{{{x_i}}}} \right)} \right] + \rho {g_i} + {S_i}. $ | (3) |
煤层可看做由孔隙和裂隙结构组成的均匀多孔介质，且各向同性，则其具有附加的动量源项：
| $ {S_i} = \frac{\mu }{K}{u_i} + {C_2}\frac{1}{2}\rho \left| {{u_i}} \right|{u_i}. $ | (4) |
由于煤层中流体流动表现为层流，属于线性变化的达西渗流，粘性阻力起主要作用，内部阻力可忽略不计.根据达西公式，则可进一步将煤层的附加动量源项简化为
| $ \frac{{\partial p}}{{{x_i}}} =-{S_i} =-\frac{\mu }{K}{u_i}. $ | (5) |
根据Blake-Kozeny半经验公式：
| $ \frac{{\partial p}}{{{x_i}}} =-\frac{{150\mu }}{{D_{\rm{p}}^2}}\frac{{{{\left( {1-n} \right)}^2}}}{{{n^3}}}{u_i}. $ | (6) |
则可得出煤层渗透性系数为
| $ K = \frac{{D_{\rm{p}}^2}}{{150}}\frac{{{n^3}}}{{{{\left( {1-n} \right)}^2}}}. $ | (7) |
式中：uj为j方向上的速度，xj为j方向上的坐标，p为压力，μ为动力粘性系数，gi为i方向上的重力加速度，K为煤层渗透性系数，C2为内部阻力系数，Dp为颗粒平均直径，n为孔隙率.
3 几何模型的建立及求解 3.1 工程概况常村煤矿为高瓦斯矿井，2103工作面位于+470水平21采区，开采3#煤层，埋藏深度为+462.5~+504.1 m，主应力方向北东向，平均N40°E，最大垂直应力11 MPa，最大水平应力13 MPa.工作面呈矩形，走向长度724 m，倾斜长度294 m，斜面积187 046 m2.煤层平均煤厚6.4 m，采高3.3±0.1 m，采放比1.1:1，煤体容重1.4 t/m3.工作面老顶为粉砂岩，直接顶为细粒砂岩，直接底为中粒砂岩，老底为细粒砂岩. 2103工作面所采3#煤层本质上属于松软低渗透性煤层，瓦斯含量为7.6 m3/t，可解吸量为5.7 m3/t，煤尘具有爆炸性，无自燃现象，地温小于26 ℃，属温度正常区，无热害威胁.
3.2 几何模型建立及网格划分煤层注水促抽瓦斯属于三维非稳态问题，对于计算机性能及计算时长要求均比较高，综合考虑计算机配置及数值模拟效率，采用二维模型进行煤层注水促抽瓦斯模拟，并选取钻孔径向平面开展研究.但由于煤层本身赋存条件极其复杂，注水促抽工艺影响因素较多，现场情况复杂多变，要完全复制现场细节难度较大.因此，需结合煤层注水促抽瓦斯工艺参数设计及现场布置情况，对本次数值模拟做出如下简化及假设：
1) 煤层顶底板不具备渗透性且不含瓦斯；瓦斯在煤层内流动状态为层流渗流，服从达西定律；煤层中瓦斯吸附特性符合朗格缪尔方程且解吸在瞬间完成；
2) 煤层沿钻孔径向各向渗透性保持不变；沿钻孔轴向渗透性可变，可通过设置不同渗透性系数模拟沿钻孔轴向各平面煤层渗流情况；
3) 煤层瓦斯视为可压缩气体，密度可随压力变化；水不可压缩，密度保持不变；忽略渗流过程水与瓦斯温度变化，按等温过程处理.
基于上述简化及假设，运用Gambit建立计算域为15 m×6.4 m的煤层注水促抽瓦斯二维几何模型.模型建立3个钻孔，钻孔直径均为0.094 m，钻孔间距5 m，其中，2#钻孔兼做抽采孔及注水孔，坐标原点位于模型中心.采用由线至面的方式对该几何模型进行网格划分，并对钻孔附近区域网格进行局部加密.煤层注水促抽瓦斯模型及网格划分见图 1.
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图 1 煤层注水促抽瓦斯几何模型 Figure 1 2D geometric model of coal seam water infusion promoting methane drainage |
通过广泛查阅煤层注水促抽瓦斯相关文献及技术资料，结合现场实际测定数据，遵循Fluent软件中多孔介质模型及VOF模型的应用条件，确定出煤层注水促抽瓦斯模拟所必须的参数并进行设定，最终求解出煤层中水与瓦斯的渗流规律，从而获得煤层注水促抽瓦斯的合理工艺参数.数值模拟参数设定见表 1[9-15].
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表 1 计算模型参数设定 Table 1 Parameter definition of the calculation model |
为探索注水前煤层瓦斯抽采效果，保持1#、2#及3#抽采孔正常抽采20 d，在Fluent中设置抽采负压8 000 Pa，抽采孔径0.094 m，钻孔间距5 m，煤层渗透性系数根据常村煤矿2103工作面实验数据取0.185×10-15 m2，最终求解出煤层瓦斯随时间渗流规律. 图 2为煤层注水前不同抽采时间下瓦斯含量分布，图 3为钻孔中心线瓦斯含量分布.由图 2、图 3及图 8可知：
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图 2 注水前煤层瓦斯含量分布 Figure 2 Distribution of methane content in coal seam before water infusion |
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图 3 注水前钻孔中心线瓦斯含量分布 Figure 3 Distribution of methane content in the center line of the hole before water infusion |
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图 8 不同注水时机下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 8 Methane flow of drainage hole variations with time under different water injection timings |
1) 抽采条件下，煤层瓦斯含量以抽采孔为中心径向逐步升高；随着抽采时间的增加，抽采范围逐渐增大，煤层瓦斯含量及抽采孔瓦斯流量均呈现出先快速下降，后逐步缓慢降低的趋势.
2) 当抽采时间t抽1由1 h增加至20 d时，煤层瓦斯含量由1.25~5.5 m3/t逐步下降至0.65~1.14 m3/t，钻孔瓦斯抽采流量由3.75×10-5 m3/s逐步降低至3.50×10-7 m3/s.
3) 抽采过程中，煤层瓦斯在原始瓦斯压力及抽采孔负压共同作用下，沿径向持续往抽采孔渗透；随着抽采过程的推进，瓦斯抽采总量不断累积，煤层瓦斯总量不断减少，导致瓦斯压力不断降低，供给瓦斯渗流的压差逐渐减小，抽采孔瓦斯流量逐步降低.
4.2 注水时煤层瓦斯抽采效果及分析为研究煤层注水促进瓦斯抽采效果，在煤层正常抽采20 d的基础上，按照一注两抽的方式间隔布置注水孔和抽采孔(2#作为注水孔，1#、3#继续作为抽采孔)，连续注水10 d，注水压力8 MPa，其余参数与注水前保持一致. 图 4、5分别为注水时煤层及钻孔中心线上瓦斯含量分布，由图 4、5、9可知：
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图 4 注水时煤层瓦斯含量分布 Figure 4 Distribution of methane content in coal seam when water infusion |
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图 5 注水时钻孔中心线瓦斯含量分布 Figure 5 Distribution of methane content in the center line of the hole when water infusion |
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图 9 不同注水时间下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 9 Methane flow of drainage hole variations with time under different water injection 14:10:00 |
1) 注水促抽瓦斯条件下，煤层瓦斯含量以注水孔为中心径向逐步降低，以抽采孔为中心径向逐步升高；随着注水时间的增加，注水范围逐渐增大，注水流量逐步降低，煤层瓦斯含量缓慢升高，抽采孔瓦斯流量逐渐增加.
2) 当注水时间t注由1 h增加至10 d时，注水流量由3.96×10-6 m3/s逐步下降至1.85×10-6 m3/s；煤层瓦斯含量由0.65~51.82 m3/t逐步升高至0.67~53.89 m3/t，瓦斯流量由3.50×10-7 m3/s逐步增大至1.50×10-6 m3/s.
3) 注水促抽瓦斯过程中，压力水自注水孔进入煤层后，几乎占据了煤层中所有的主要通道，只留下少量低于束缚饱和度的瓦斯分布在孔隙和裂隙的边、角及基质煤块表面；随着注水进程的推移，煤层内水渗流阻力不断增大，导致注水流量逐渐降低；在注水范围内，处于分散相的瓦斯被高压水不断压缩，导致该区域瓦斯含量逐步升高；在注水范围外，大量瓦斯被压力水驱逐进入，导致该区域瓦斯总量增加，瓦斯含量不断升高.
4.3 注水后煤层瓦斯抽采效果及分析为掌握注水结束后煤层瓦斯抽采效果，在上一阶段持续注水10 d的基础上，关闭注水阀门，停止注水，仅留下1#、3#钻孔继续抽采. 图 6、图 7分别为注水后煤层及钻孔中心线上瓦斯含量分布，由图 6、图 7及图 9中可知：
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图 6 注水后煤层瓦斯含量分布 Figure 6 Distribution of methane content in coal seam after water infusion |
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图 7 注水后钻孔中心线瓦斯含量分布 Figure 7 Distribution of methane content in the center line of the hole after water infusion |
1) 注水后抽采条件下，煤层瓦斯含量分布规律和注水时基本保持一致，但数值上有较大程度的降低；随着抽采时间的增加，压力水覆盖范围持续增大，煤层瓦斯含量逐渐降低，抽采孔瓦斯流量逐渐减小.
2) 当抽采时间t抽2由1 d增加至10 d时，煤层瓦斯含量由0.66~2.27 m3/t逐步降低至0.64~0.95 m3/t，瓦斯流量由1.20×10-6 m3/s逐步减小至2.35×10-7 m3/s.
3) 注水后抽采过程中，压力水继续在煤层内往抽采孔方向渗透，注水范围内压力不断衰减，水的饱和度不断降低，瓦斯饱和度不断增加，覆盖范围逐渐增大，导致该区域瓦斯含量逐步降低；在注水范围外，虽然压力水的持续驱逐作用会在一定程度上增加该区域瓦斯总量，但其增长速率远远低于瓦斯抽采速率，因此该区域内瓦斯含量也逐步降低；而抽采孔瓦斯流量也由于水压力衰减、瓦斯抽采总量增加等原因逐步降低.
4.4 煤层注水促抽瓦斯影响因素及分析煤层注水促抽瓦斯工艺参数复杂，影响因素较多，目前对于如何合理、有效地选取煤层注水促抽瓦斯的技术参数尚未形成统一的认识.为此，通过广泛查阅相关文献资料，结合该项技术的实际特点，选取了8个较为常见的技术参数进行模拟，以期获得煤层注水促抽瓦斯的主要影响因素，并确定一个比较合理的工况范围.由于影响因素较多，开展正交模拟难度较大，本次模拟选择单因素分析法对注水时机、注水时间、注水压力、注水方式、钻孔布置、钻孔间距、钻孔直径及煤层渗透率等8个因素逐一进行对比.
4.4.1 注水时机保持其余参数不变，分别对抽采t0=0 d、10 d、20 d及30 d后开始注水的促抽瓦斯效果进行模拟，不同注水时机下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 8，可知：
不同注水时机下煤层注水对于瓦斯抽采均有一定促进作用，且注水时机越早，抽采孔内瓦斯流量增加值越大，促抽效果越好；在实际工程应用中，开始阶段瓦斯抽采效率均比较高，从充分发挥煤层注水工艺优势的角度出发，可考虑在抽采一段时间后，待抽采流量降低至一个较小值时，再介入煤层注水.当抽采20 d后，抽采孔瓦斯流量下降至约3.50×10-7 m3/s，瓦斯抽采效率较低，此时介入煤层注水较为合理.
4.4.2 注水时间待抽采20 d后，分别对注水时间t=0 d、5 d、10 d及15 d时煤层注水促抽瓦斯效果进行模拟，不同注水时间下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 9，可知：
随着注水时间的增加，抽采孔瓦斯流量亦不断增加，但当注水时间达到10 d后，瓦斯流量开始迅速降低，且注水达到13 d后，抽采孔内瓦斯流量开始上下剧烈波动，这是由于压力水渗流至抽采孔内导致的.因此，从煤层注水促抽瓦斯效果及工艺安全方面考虑，在实际工程应用中，注水时间选取10 d比较合适.
4.4.3 注水压力在抽采20 d后注水10 d的工艺基础上，分别对注水压力P=4、6、8、10、12 MPa下煤层注水促抽瓦斯效果进行模拟，不同注水压力下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 10，可知：
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图 10 不同注水压力下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 10 Methane flow of drainage hole variations with time under different water injection pressure |
在本次模拟所选择几何模型及参数设置条件下，随着注水压力的升高，抽采孔瓦斯流量不断升高，但当注水压力为10 MPa及12 MPa时，瓦斯流量分别在注水时间8 d及7 d时开始迅速降低，且在注水10 d及9 d后开始剧烈波动.因此，从煤层注水促抽瓦斯效果及工艺安全方面考虑，在实际工程应用中，注水压力选取8 MPa较为合适.
4.4.4 注水方式在以往煤层注水的经验中，常采用连续及间歇两种方式将压力水注入煤层.本文在保证注水总时长为10 d的基础上，分别对连续注水及间歇注水(注8 h，停8 h)两种注水方式促抽瓦斯效果进行模拟，不同注水方式下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 11，可知：
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图 11 不同注水方式下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 11 Methane flow of drainage hole variations with time under different water injection modes |
间歇注水方式下抽采孔瓦斯流量增加值较之连续注水同期要高出将近1倍，而注水总时长却仅为连续注水的一半.因此，从煤层注水促抽瓦斯效果和节约能耗方面考虑，在实际工程应用中，采用间歇注水更为恰当.
4.4.5 布置方式本文主要采用注抽钻孔间隔布置的方式开展煤层注水促抽瓦斯效果研究，分别对两注一抽、一注一抽及一注两抽三种注抽钻孔间隔布置方式进行模拟，不同布置方式下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 12，可知：
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图 12 不同布置方式下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 12 Methane flow of drainage hole variations with time under different arrangement form |
三种布置方式均能取得一定的促抽效果，且两注一抽、一注一抽及一注两抽布置方式分别能将单孔抽采效率提高18.6、11.4及4.3倍.其中，两注一抽布置方式下容易引发压力水渗流至抽采孔内，安全性较差.本文结合常村煤矿2103工作面实际情况，并充分考虑节约能耗、提高整体抽采效率等因素，选择一注一抽方式布置注抽钻孔开展现场工业性试验.
4.4.6 钻孔间距为了解钻孔间距对煤层注水促抽瓦斯效果的影响，分别对钻孔间距d=3、4、5、6及7 m条件下注水促抽瓦斯进行模拟，不同钻孔间距下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 13，可知：
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图 13 不同钻孔间距下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 13 Methane flow of drainage hole variations with time under different distances between the drill holes |
钻孔间距越大，抽采阶段瓦斯抽采流量越高，注水阶段瓦斯抽采流量升高幅度越小，注水促抽瓦斯效果越差.当钻孔间距为3 m及4 m时，注水过程中压力水会渗流至抽采孔内，极不安全.因此，推荐选择5 m间距进行钻孔布置.
4.4.7 钻孔直径为研究钻孔直径对煤层注水促抽瓦斯效果的影响，分别对钻孔直径D=0.075、0.094、0.113、0.133及0.153 m条件下注水促抽瓦斯进行模拟，不同钻孔直径下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 14，可知：
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图 14 不同钻孔直径下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 14 Methane flow of drainage hole variations with time under different hole diameters |
随着钻孔直径的增大，抽采孔瓦斯流量略微有所增加，但彼此之间差距并不大.由此可见钻孔直径对于煤层注水促抽瓦斯影响较小，在实际工程应用中，可以不考虑钻孔直径因素的影响.
4.4.8 煤层渗透性煤层渗透率决定着流体在煤层内的渗流情况，本文分别选择煤层渗透率K=0.046×10-15、0.104×10-15、0.185×10-15、0.289×10-15及0.417×10-15 m2条件下注水促抽瓦斯进行模拟，不同煤层渗透率下抽采孔瓦斯流量随时间变化见图 15，可知：
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图 15 不同煤层渗透性下抽采孔瓦斯流量随时间变化 Figure 15 Methane flow of drainage hole variations with time under different coal seam permeabilities |
在抽采阶段，煤层渗透率越大，抽采孔瓦斯流量越大；在注水阶段，煤层渗透率越大，注水促抽瓦斯效果越好，但也越容易导致压力水渗流至抽采孔内，安全性能越差.因煤层渗透率是煤层固有特性参数，不能列为煤层注水促抽瓦斯工艺的主要影响因素，在实际工程应用中，可直接根据煤层相关特性实验确定.
5 煤层注水促抽瓦斯的现场试验 5.1 现场试验方案本次试验在常村煤矿+470水平21采区2103皮带顺槽展开，选择煤层瓦斯赋存稳定、无地质构造、顶底板透气性较差，且未抽采区域施工3个抽采钻孔(1#、2#和3#)，其中2#钻孔兼做抽采孔和注水孔，注抽钻孔布置方式按照一注一抽进行.
5.2 工艺参数选择根据前期数值模拟结果，结合煤层注水工程实践，施工3个间距为5 m的钻孔，孔径0.094 m，设计钻孔深度80 m，封孔长度8 m，封孔后连接抽采系统进行抽采，抽采负压8 000 Pa.当抽采20 d后，将2#钻孔作为注水孔开始注水，采用间歇注水方式(注8 h，停8 h)，注水压力8 MPa.当注水10 d后，关闭注水阀门，停止注水，1#、3#钻孔继续抽采10 d.
5.3 数据测定及分析整个试验期间，每天按时测定1#和3#抽采孔混合瓦斯流量、瓦斯浓度及钻孔负压.为了对比煤层注水促抽瓦斯数值模拟结果的准确性，取相同参数设置及边界条件下模拟结果与现场试验结果进行对比分析.但由于本次模拟采用二维模型，抽采孔瓦斯流量为单位厚度煤层流量(钻孔轴向长度为1 m)，需乘以钻孔有效抽采长度72 m(钻孔深度与封孔长度之差)后才具有可比性.由于1#钻孔及3#钻孔各方面参数均相同，故只选择1#钻孔瓦斯抽采流量数据进行对比分析，煤层注水促抽瓦斯现场试验及数值模拟对比见图 16, 可知：
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图 16 模拟结果与试验数据对比 Figure 16 Comparison between simulated model and field measurement |
煤层注水促抽瓦斯模拟结果及实测数据在规律上基本保持一致，在抽采阶段(0~20 d)，抽采孔瓦斯流量均随时间推移逐步降低；在注水阶段(20~30 d)，随注水时间的增加，瓦斯抽采流量也迅速增加，注水促抽瓦斯效应显著；注水后抽采阶段(30~40 d)，瓦斯流量均随时间推移逐步降低.经仔细对比，模拟结果与实测数据在具体数值上还是略微有所偏差.据分析，造成此类偏差的主要原因是由于现场封孔不严、数据测定误差较大及模拟采用二维代替三维等因素造成的.通过本文的研究，能看出煤层注水对于瓦斯抽采具有明显促进作用，模拟所得出的结果对于现场煤层注水促抽瓦斯试验具有较强的指导意义.
6 结论1) 注水前抽采阶段，煤层瓦斯含量及压力均以抽采孔为中心径向逐步升高；随着抽采时间的增加，抽采范围逐渐增大，煤层瓦斯含量及抽采孔瓦斯流量均呈现出先快速下降，后逐步缓慢降低的趋势.
2) 注水促抽阶段，煤层瓦斯含量以注水孔为中心径向逐步降低，以抽采孔为中心径向逐步升高；随着注水时间的增加，注水范围逐渐增大，注水流量逐步降低，煤层瓦斯含量缓慢升高，抽采孔瓦斯流量逐渐增加.
3) 注水后抽采阶段，煤层瓦斯含量分布规律和注水时基本保持一致，但数值上有较大程度的降低；随着抽采时间的增加，压力水覆盖范围持续增大，煤层瓦斯含量逐渐降低，抽采孔瓦斯流量逐渐减小.
4) 注水时机、注水时间、注水压力、注水方式、布置方式及钻孔间距是影响煤层注水促抽瓦斯效果的6个主要因素；抽采20 d后，按照一注一抽方式及5 m间距布置注抽钻孔，在8 MPa注水压力下间歇注水10 d，煤层注水促抽瓦斯效果较好.
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