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煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究
被引量：
56
1
作者
杨天鸿
陈仕阔
+3 位作者
朱万成
刘洪磊
霍中刚
姜文忠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期2247-2252,共6页
根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,引入煤体孔隙变形与透气性演化的耦合作用方程,建立了考虑煤层吸附、解吸作用的含瓦斯煤岩固-气耦合作用模型。应用该模型模拟研究了不同压力影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯...
根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,引入煤体孔隙变形与透气性演化的耦合作用方程,建立了考虑煤层吸附、解吸作用的含瓦斯煤岩固-气耦合作用模型。应用该模型模拟研究了不同压力影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯压力的变化规律,其结果对于深入理解瓦斯抽放作用机制并采取相应的瓦斯预防和控制措施等具有重要的理论和实践意义。
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关键词
含瓦斯煤
瓦斯渗透性
气固耦合模型
数值模拟
卸压抽放
下载PDF
职称材料
深部低透气性首采层煤与瓦斯气固耦合模型
被引量：
36
2
作者
刘清泉
程远平
+3 位作者
李伟
金侃
何涛
赵伟
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第S1期2749-2758,共10页
立足于消除煤层渗透及扩散特性对于煤与瓦斯气固耦合模型的干扰,在分析首采煤层所处应力状态特点的基础上,建立更符合煤体的孔隙裂隙二重介质特性的修正的P-M渗透率模型,提出考虑解吸–扩散效应及Klinkenberg效应的煤与瓦斯气固耦合模型...
立足于消除煤层渗透及扩散特性对于煤与瓦斯气固耦合模型的干扰,在分析首采煤层所处应力状态特点的基础上,建立更符合煤体的孔隙裂隙二重介质特性的修正的P-M渗透率模型,提出考虑解吸–扩散效应及Klinkenberg效应的煤与瓦斯气固耦合模型,详细阐述多物理场之间的耦合作用关系。应用该模型模拟分析深部首采层顺层钻孔预抽消突过程中煤层瓦斯压力及渗透率的演化规律。模拟结果表明,Klinkenberg效应对低渗透煤层瓦斯运移的促进作用显著,并随着瓦斯压力减小促进效果增大;煤体绝对渗透率的动态变化是骨架压缩效应及基质收缩效应的竞争结果,瓦斯压力开始减小时,骨架压缩效应首先起主导作用,渗透率减小,瓦斯压力持续降低时,基质收缩效应逐渐取代其成为主导作用,渗透率增大。
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关键词
采矿工程
低渗透煤层
有效应力
煤基质收缩
渗透率模型
气固耦合模型
原文传递
远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究
被引量：
8
3
作者
刘洪永
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第7期1243-1244,共2页
经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚...
经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚不够成熟,还无法为卸压瓦斯的高效抽采提供理论基础和技术支持。以远程采动煤岩体为研究对象,运用岩石力学、采矿工程、渗流力学、数值仿真等理论,采用现场实验、实验室实验、理论分析和数值分析相结合的研究方法,系统研究了采动煤岩体的卸压特征、移动变形、采动应力变化及卸压瓦斯流动规律;开展了采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合作用研究,构建了采动煤岩体弹脆塑性本构模型和采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合动力学模型及数值计算方法,通过模型的应用初步获得了远程上被保护层应力场、位移场与渗透率的时空变化规律,最后提出了保护层开采工程分类及判定方法,以及远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。为保护层开采设计及远程被保护层卸压瓦斯的高效抽采提供了理论依据和技术支持。主要研究内容及成果有:(1)利用平面应变相似模拟实验系统,以阳泉矿区新景矿为地质背景,开展了远程采动煤岩体裂隙演化相似模拟试验研究,获得了远程被保护层采动应力、裂隙发育和变形的时空演化规律;(2)基于Drucker-Prager准则,引入理想弹脆塑性模型和内切圆准则,构建了采动煤岩弹脆塑性损伤本构模型及数值格式,采用VC++2005将其开发成FLAC3D能够调用的模型,并开展了模型验证与应用,为采动煤岩体变形的研究提供了本构模型;(3)构建了反映采动裂隙、离层对瓦斯流动影响的非线性卸压瓦斯流动方程———广义幂定律,为采动煤岩体卸压瓦
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关键词
远程采动煤岩体
弹脆塑性
非线性渗流
气固耦合模型
保护层开采
卸压瓦斯抽采
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职称材料
题名
煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究
被引量：
56
1
作者
杨天鸿
陈仕阔
朱万成
刘洪磊
霍中刚
姜文忠
机构
东北大学岩石破裂与失稳研究中心
煤炭科学研究总院抚顺分院
出处
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第7期2247-2252,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(No.2005CB221503
No.2006CB202201-6
+4 种基金
No.2006CB202204-2)
国家自然科学基金项目(No.10872046和No.50504005)
教育部新世纪优秀人才基金(No.NCET-06-0291)
中央高校基本科研业务专项资金(No.90101001)
中央高校基本科研业务专项基金(No.90601003)
文摘
根据瓦斯渗流与煤体变形的基本理论,引入煤体孔隙变形与透气性演化的耦合作用方程,建立了考虑煤层吸附、解吸作用的含瓦斯煤岩固-气耦合作用模型。应用该模型模拟研究了不同压力影响下瓦斯抽放过程中煤层透气性的演化和抽放孔周围瓦斯压力的变化规律,其结果对于深入理解瓦斯抽放作用机制并采取相应的瓦斯预防和控制措施等具有重要的理论和实践意义。
关键词
含瓦斯煤
瓦斯渗透性
气固耦合模型
数值模拟
卸压抽放
Keywords
gas
eous
coal
gas
permeability
gas
-
solid
coupled
model
numerical
simulation
gas
pressure
relief
分类号
O242 [理学—计算数学]
下载PDF
职称材料
题名
深部低透气性首采层煤与瓦斯气固耦合模型
被引量：
36
2
作者
刘清泉
程远平
李伟
金侃
何涛
赵伟
机构
中国矿业大学安全工程学院
中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室
出处
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第S1期2749-2758,共10页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(51204173
41202118
51304204)
文摘
立足于消除煤层渗透及扩散特性对于煤与瓦斯气固耦合模型的干扰,在分析首采煤层所处应力状态特点的基础上,建立更符合煤体的孔隙裂隙二重介质特性的修正的P-M渗透率模型,提出考虑解吸–扩散效应及Klinkenberg效应的煤与瓦斯气固耦合模型,详细阐述多物理场之间的耦合作用关系。应用该模型模拟分析深部首采层顺层钻孔预抽消突过程中煤层瓦斯压力及渗透率的演化规律。模拟结果表明,Klinkenberg效应对低渗透煤层瓦斯运移的促进作用显著,并随着瓦斯压力减小促进效果增大;煤体绝对渗透率的动态变化是骨架压缩效应及基质收缩效应的竞争结果,瓦斯压力开始减小时,骨架压缩效应首先起主导作用,渗透率减小,瓦斯压力持续降低时,基质收缩效应逐渐取代其成为主导作用,渗透率增大。
关键词
采矿工程
低渗透煤层
有效应力
煤基质收缩
渗透率模型
气固耦合模型
Keywords
mining
engineering
low
permeability
coal
effective
stress
coal
matrix
shrinkage
permeability
model
gas
-
solid
coupled
model
分类号
TD712 [矿业工程—矿井通风与安全]
原文传递
题名
远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究
被引量：
8
3
作者
刘洪永
机构
中国矿业大学安全工程学院
中国矿业大学煤矿瓦斯治理国家工程研究中心
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第7期1243-1244,共2页
基金
国家重大基础研究发展计划(973)资助项目(2005CB221503)
文摘
经过多年的科学研究和工程实践证明,采动卸压瓦斯抽采技术是防治煤与瓦斯突出、降低煤层瓦斯含量最有效、最经济的区域性措施。尽管近几十年来开展了大量的采动卸压瓦斯抽采现场试验,但对采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动相互作用的研究尚不够成熟,还无法为卸压瓦斯的高效抽采提供理论基础和技术支持。以远程采动煤岩体为研究对象,运用岩石力学、采矿工程、渗流力学、数值仿真等理论,采用现场实验、实验室实验、理论分析和数值分析相结合的研究方法,系统研究了采动煤岩体的卸压特征、移动变形、采动应力变化及卸压瓦斯流动规律;开展了采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合作用研究,构建了采动煤岩体弹脆塑性本构模型和采动煤岩体变形与瓦斯流动耦合动力学模型及数值计算方法,通过模型的应用初步获得了远程上被保护层应力场、位移场与渗透率的时空变化规律,最后提出了保护层开采工程分类及判定方法,以及远程保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,并在阳泉新景矿成功地进行了试验,取得了显著的抽采效果。为保护层开采设计及远程被保护层卸压瓦斯的高效抽采提供了理论依据和技术支持。主要研究内容及成果有:(1)利用平面应变相似模拟实验系统,以阳泉矿区新景矿为地质背景,开展了远程采动煤岩体裂隙演化相似模拟试验研究,获得了远程被保护层采动应力、裂隙发育和变形的时空演化规律;(2)基于Drucker-Prager准则,引入理想弹脆塑性模型和内切圆准则,构建了采动煤岩弹脆塑性损伤本构模型及数值格式,采用VC++2005将其开发成FLAC3D能够调用的模型,并开展了模型验证与应用,为采动煤岩体变形的研究提供了本构模型;(3)构建了反映采动裂隙、离层对瓦斯流动影响的非线性卸压瓦斯流动方程———广义幂定律,为采动煤岩体卸压瓦
关键词
远程采动煤岩体
弹脆塑性
非线性渗流
气固耦合模型
保护层开采
卸压瓦斯抽采
Keywords
remote
mine-induced
coal
and
rock
mass
elasto-brittle-plasticity
nonlinear
seepage
gas
-
solid
coupled
model
protective
layer
exploitation
pressure-relief
gas
drainage
分类号
TD712.5 [矿业工程—矿井通风与安全]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究
杨天鸿
陈仕阔
朱万成
刘洪磊
霍中刚
姜文忠
《岩土力学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
56
下载PDF
职称材料
2
深部低透气性首采层煤与瓦斯气固耦合模型
刘清泉
程远平
李伟
金侃
何涛
赵伟
《岩石力学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
36
原文传递
3
远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究
刘洪永
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
8
下载PDF
职称材料
已选择
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