Cuando se desarrolla la extracción de gas de carbón utilizando la reducción de presión con bombas de producción, la producción y el transporte de polvo de carbón son factores importantes que afectan las características de producción de pozos de gas de carbón. Debido a la heterogeneidad del carbón, la remodelación del yacimiento y el sistema de extracción, las características de producción de polvo de carbón en diferentes etapas de producción de pozos de gas de carbón son diferentes. Basándonos en el análisis de la recolección de polvo de carbón en pozos de gas de carbón en bloques como Panzhuang, Shouyang y Shizhuang en la Cuenca de Qinshui, revelamos las características de forma, concentración y composición del polvo producido. Para estudiar el impacto de los factores de forma de partículas de polvo de carbón en la velocidad final de sedimentación estática, introducimos parámetros de caracterización de factores de forma de polvo de carbón en el modelo de cálculo de velocidad final de sedimentación estática de partículas de polvo y lo modificamos, y lo verificamos y analizamos a través de experimentos en laboratorio. Al mismo tiempo, a través de los resultados experimentales de la simulación en laboratorio del transporte de polvo de carbón en el pozo, se descubrió la velocidad crítica de transporte de partículas de polvo de carbón y se analizó y evaluó la cantidad crítica de transporte para diferentes tamaños de partículas de polvo de carbón. La investigación muestra que el componente principal del polvo producido en los pozos de gas de carbón es el mineral de arcilla (con una fracción de masa promedio del 74,4%), el tamaño de partícula de polvo de carbón sigue una ley de aumento seguido de disminución con la etapa de producción de gas de carbón, y se distribuye principalmente en un rango de 2 a 50 µm; la introducción de factores de forma de polvo de carbón en el modelo de velocidad de sedimentación estática de partículas dio como resultado un alto grado de coincidencia entre los valores calculados y los resultados experimentales (coeficiente de correlación R²=99%), mejorando la precisión del cálculo de la velocidad crítica de transporte de polvo de carbón en el pozo; combinando el sistema de producción de pozos de gas de carbón en áreas de estudio como Panhe y Shizhuang y experimentos de simulación en laboratorio del transporte de polvo de carbón en el pozo, se propuso que la velocidad crítica de transporte de partículas de polvo de carbón de tamaños 180<~250, 150<~180 y 38~380 µm son 0,020, 0,010 y 0,035 m/s respectivamente, con las correspondientes cantidades mínimas de producción de agua de 5,2, 2,6 y 8,5 m³/d; una producción diaria de agua en un pozo mayor que la cantidad mínima de producción de agua puede reducir la acumulación de polvo de carbón en el pozo y el riesgo de obstrucción de la bomba, lo que proporciona soporte técnico para la optimización del sistema de producción de pozos de gas de carbón y una producción estable continua.

Gas de carbón; Polvo de carbón; Sedimentación; Modificación del modelo; Experimento de transporte