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煤矿绿色开采技术 被引量:1037
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作者 钱鸣高 许家林 缪协兴 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期343-348,共6页
提出了煤矿绿色开采的概念,阐述了它的内涵和技术体系。绿色开采的理论基础为:开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律。绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层... 提出了煤矿绿色开采的概念,阐述了它的内涵和技术体系。绿色开采的理论基础为:开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律。绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等。 展开更多
关键词 煤矿 绿色开采技术 岩层控制 关键层理论 复合效应 技术体系 瓦斯 地下水 渗流规律 采空区充填开采技术 煤巷支护技术 煤炭地下气化
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瓦斯在煤层中流动的机理 被引量:214
2
作者 周世宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第1期15-24,共10页
煤层是孔隙、裂隙结构组成的物质,瓦斯在孔隙结构中的流动主要是扩散,符合菲克定律。在煤层裂隙系统的流动属于渗透,符合达西定律,根据这一规律可用代数方法建立数学模型用电子计算机求解,用相似理论从计算结果中导邮购的单向和径... 煤层是孔隙、裂隙结构组成的物质,瓦斯在孔隙结构中的流动主要是扩散,符合菲克定律。在煤层裂隙系统的流动属于渗透,符合达西定律,根据这一规律可用代数方法建立数学模型用电子计算机求解,用相似理论从计算结果中导邮购的单向和径向瓦斯流动曲线与单纯使用达西定律计算的结果相近,煤层瓦斯的流动决定于裂隙系统的特性,鸸 不决定于孔隙结构,用达西定律作为基本规律研究煤层瓦斯流动的机理是完全可行的。 展开更多
关键词 瓦斯 煤层 结构 扩散机理 渗透机理 数学模型 孔隙结构 裂隙结构
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煤和瓦斯突出机理的流变假说 被引量:149
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作者 周世宁 何学秋 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1990年第2期1-8,共8页
目前煤和瓦斯突出机理的假说,都是在弹性力学基础上建立的,缺少时间因素,难于完满地解释突出的发生发展过程。作者通过对含瓦斯煤样在三维受力状态下流变特性的研究,得出了含瓦斯煤样蠕变行为的数学模型,能够比较好地阐明突出的机理。... 目前煤和瓦斯突出机理的假说,都是在弹性力学基础上建立的,缺少时间因素,难于完满地解释突出的发生发展过程。作者通过对含瓦斯煤样在三维受力状态下流变特性的研究,得出了含瓦斯煤样蠕变行为的数学模型,能够比较好地阐明突出的机理。实验表明,突出煤和非突出煤其流变行为并无本质区别,只要条件具备,各类煤层都有产生突出的可能。含瓦斯煤蠕变方程的导出为建立广义的突出危险综合指标提供了基础。 展开更多
关键词 瓦斯 突出 机理 流变
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大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术 被引量:123
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作者 袁亮 郭华 +2 位作者 李平 梁运培 廖斌琛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-8,共8页
地面钻井抽采采空采动区瓦斯技术在世界范围内的应用越来越广泛,然而仍存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻井稳定性差的问题。基于淮南矿业集团和澳大利亚的应用实践,开展了大直径地面钻井提高瓦斯抽采效果的理论与技术研究。通过对围岩采... 地面钻井抽采采空采动区瓦斯技术在世界范围内的应用越来越广泛,然而仍存在着瓦斯流量和浓度偏低以及钻井稳定性差的问题。基于淮南矿业集团和澳大利亚的应用实践,开展了大直径地面钻井提高瓦斯抽采效果的理论与技术研究。通过对围岩采动影响和瓦斯抽采效果的数值模拟,参考瓦斯高效抽采范围的高位环形体理念,进行了抽采管径分别为244.5 mm和177.8 mm的大直径地面钻井设计和抽采瓦斯试验。试验结果表明:大直径地面钻井在抽采效果、控制工作面瓦斯涌出以及钻井稳定性上均明显优于普通钻井,瓦斯抽采总量可达316.7万m3,瓦斯纯量达170万m3,服务时间达106 d,能够有效地控制工作面回风瓦斯浓度;地面钻井布置于回风巷一侧在抽采效果上优于进风巷一侧,前者瓦斯抽采量和浓度分别高于后者33.7%和75.3%。 展开更多
关键词 大直径钻井 采空区 采动区 瓦斯 地面钻井 钻孔稳定性
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瓦斯与煤自燃共存研究(Ⅰ):致灾机理 被引量:116
5
作者 周福宝 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期843-849,共7页
调研了我国主要矿区229对矿井的瓦斯与煤自燃灾害现状,其中74对具有瓦斯与煤自燃共存的灾害,且随着开采深度增加,此类复合灾害的矿井数具有增多的趋势。为此,研究了瓦斯与煤自燃共存的内在关联性及致灾机理,提出裂隙场、CH4浓度场、O2... 调研了我国主要矿区229对矿井的瓦斯与煤自燃灾害现状,其中74对具有瓦斯与煤自燃共存的灾害,且随着开采深度增加,此类复合灾害的矿井数具有增多的趋势。为此,研究了瓦斯与煤自燃共存的内在关联性及致灾机理,提出裂隙场、CH4浓度场、O2浓度场和温度场4场交汇是致灾充要条件;建立了典型煤岩体裂隙场中气体运移数学模型,并结合实例定量分析了N2,O2,CH4的体积分数与运移速度关系;剖析了瓦斯与煤自燃共存灾害的案例,验证了多场交汇致灾机理。 展开更多
关键词 瓦斯 煤自燃 共存 灾害
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煤体—瓦斯耦合数学模型及数值解法 被引量:67
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作者 赵阳升 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 1994年第3期220-239,共20页
本文根据固体变形与瓦斯渗流的基本理论,提出了媒体瓦斯耦合数学模型,并提出了这一数学模型的数值解法,结合阳泉煤矿的实际,分析了巷道瓦斯涌出规律,获得了几个有价值的结论,与现场资料对比,证明是吻合的.
关键词 煤层 瓦斯 耦合 数学模型 煤矿
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不同温度应力条件下煤体渗透率实验研究 被引量:111
7
作者 李志强 鲜学福 隆晴明 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期523-527,共5页
为了深入研究渗透率与温度和应力的关系,分别采用吸附性气体甲烷和非吸附气体氦气,进行了不同应力条件,不同温度条件下的煤体渗流实验.结果表明,不同有效应力条件下煤体渗透率与温度的关系,并非单调递增或单调递减,而是存在一个转折区,... 为了深入研究渗透率与温度和应力的关系,分别采用吸附性气体甲烷和非吸附气体氦气,进行了不同应力条件,不同温度条件下的煤体渗流实验.结果表明,不同有效应力条件下煤体渗透率与温度的关系,并非单调递增或单调递减,而是存在一个转折区,转折区的位置取决于有效应力与热应力的大小对比关系,低有效应力条件下,热应力大于有效应力,煤体外膨胀,渗透率随温度的升高而增大,呈正指数关系;高有效应力条件下,热应力小于有效应力,煤体内膨胀,渗透率随温度的增加而减小,呈负指数关系.这一发现将以往的矛盾结果统一了起来. 展开更多
关键词 温度 应力 瓦斯 煤层气 渗透率 渗流
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瓦斯对煤的力学性质及力学响应影响的试验研究 被引量:91
8
作者 梁冰 章梦涛 +1 位作者 潘一山 王泳嘉 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第5期12-18,共7页
本文通过不同围压、不同孔隙瓦斯压力下煤的三轴压缩试验结果,阐述了瓦斯对媒体的力学变形性质及力学响应的影响。试验结果证明了含瓦斯煤的变形、破坏及力学响应同时受到游离和吸附两种状态瓦斯的影响。一是瓦斯压力作为体积力的力学... 本文通过不同围压、不同孔隙瓦斯压力下煤的三轴压缩试验结果,阐述了瓦斯对媒体的力学变形性质及力学响应的影响。试验结果证明了含瓦斯煤的变形、破坏及力学响应同时受到游离和吸附两种状态瓦斯的影响。一是瓦斯压力作为体积力的力学作用,另一为瓦斯的吸附和解析对煤体产生的非力学作用。因此在研究煤和瓦斯突出的发生机理及采动影响下煤层中瓦斯流动问题时必须考虑瓦斯的力学和非力学作用对煤的力学性质和本构关系的影响。 展开更多
关键词 瓦斯 力学性质 力学响应 孔隙压力 试验
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孔隙瓦斯作用下煤体有效应力规律的实验研究 被引量:82
9
作者 赵阳升 胡耀青 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期26-31,共6页
本文详细介绍了阳泉3 ̄#煤体与永红3 ̄#煤体在孔隙瓦斯作用下的有效应力规律。实验结果证明其有效应力规律遵循修正的太沙基有效应力公式。等效孔隙压力系数a是体积应力Θ与孔隙压力p的双线性函数。在Θ-p区域中,根据a的数值... 本文详细介绍了阳泉3 ̄#煤体与永红3 ̄#煤体在孔隙瓦斯作用下的有效应力规律。实验结果证明其有效应力规律遵循修正的太沙基有效应力公式。等效孔隙压力系数a是体积应力Θ与孔隙压力p的双线性函数。在Θ-p区域中,根据a的数值特征,确定了如下4个分区,即不起作用区,正常作用区,压裂作用区与类土作用区。 展开更多
关键词 瓦斯 煤体 有效应力 分区特性 实验
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煤粒瓦斯解吸扩散规律实验 被引量:102
10
作者 聂百胜 杨涛 +2 位作者 李祥春 李丽 卢红奇 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期975-981,共7页
进行了不同粒径煤样、不同温度和不同吸附平衡压力条件下的等温吸附-解吸实验.通过对解吸实验前600s实验数据的甲烷解吸率和槡t线性拟合,并结合计算得到了煤粒甲烷的初始有效扩散系数和扩散动力学参数.结果表明:吸附平衡压力越大,初始... 进行了不同粒径煤样、不同温度和不同吸附平衡压力条件下的等温吸附-解吸实验.通过对解吸实验前600s实验数据的甲烷解吸率和槡t线性拟合,并结合计算得到了煤粒甲烷的初始有效扩散系数和扩散动力学参数.结果表明:吸附平衡压力越大,初始有效扩散系数越大,瓦斯解吸率越大;温度越高,初始有效扩散系数和扩散动力学参数也越大;煤样的粒径愈大初始有效扩散系数愈大,而动力学扩散参数越小,相同解吸时间内的甲烷解吸率越小.通过Arrhenius方程得到了甲烷解吸扩散活化能的表达式,通过处理数据得到1#和3#煤样的解吸扩散活化能分别为14.38kJ/mol和9.99kJ/mol. 展开更多
关键词 煤粒 瓦斯 扩散系数 活化能
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不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究 被引量:96
11
作者 尹光志 蒋长宝 +2 位作者 王维忠 黄启翔 司焕儒 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期68-77,共10页
利用自行研制的"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置",进行不同初始围压和不同瓦斯压力组合条件下,不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究。研究结果表明:从力学的角度来看,卸围压开始后煤岩会经历... 利用自行研制的"含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流试验装置",进行不同初始围压和不同瓦斯压力组合条件下,不同卸围压速度对含瓦斯煤岩力学和瓦斯渗流特性影响试验研究。研究结果表明:从力学的角度来看,卸围压开始后煤岩会经历一个应力平台阶段,然后发生失稳破坏。卸围压速度越大,煤岩维持在应力平台阶段的时间越短,煤岩越容易发生失稳破坏。卸围压开始后煤岩应力平台阶段的时间与卸围压速度呈幂函数关系。从瓦斯渗流的角度来看,煤岩的渗透率的变化与煤岩的变形损伤密切相关,煤岩体积应变的变化趋势能很好地体现煤岩渗透率的变化趋势。卸围压开始后煤岩渗透率的变化经历4个阶段,且渗透率一直在增大。卸围压速度越大,煤岩的渗透率增大的越快。卸围压开始后煤岩在应力平台阶段的渗透率与卸围压时间呈指数函数关系。 展开更多
关键词 采矿工程 卸围压速度 渗透率 瓦斯 应变
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基于改进BP神经网络的煤体瓦斯渗透率预测模型 被引量:97
12
作者 尹光志 李铭辉 +2 位作者 李文璞 曹偈 李星 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1179-1184,共6页
分析总结了煤体渗透率的3个主要影响因素——有效应力、温度和瓦斯压力,并结合煤体的力学特性建立了一个预测煤层瓦斯渗透率的BP神经网络模型。根据不同有效应力、不同温度和不同瓦斯压力条件下大量具有代表性的煤样渗透率数据来建立学... 分析总结了煤体渗透率的3个主要影响因素——有效应力、温度和瓦斯压力,并结合煤体的力学特性建立了一个预测煤层瓦斯渗透率的BP神经网络模型。根据不同有效应力、不同温度和不同瓦斯压力条件下大量具有代表性的煤样渗透率数据来建立学习样本,并对该模型的精度进行了检验。该BP神经网络经过11 986次学习后精度满足要求,训练后BP神经网络模型所得预测结果的最大绝对误差为0.049×10-15m2,最大相对误差为4.298%。根据所建立的BP神经网络模型得到的预测值与实测值吻合较好。 展开更多
关键词 煤体 瓦斯 BP神经网络 渗透率
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深部开采冲击地压与瓦斯的相关性探讨 被引量:86
13
作者 李铁 蔡美峰 +2 位作者 王金安 李大成 刘军 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期562-567,共6页
通过大量微震、瓦斯监测和现场调查,发现冲击地压震前、震后和同震都伴随瓦斯异常涌出.对以往“冲击地压只是忽略或没有瓦斯作用的煤体突出”理论提出质疑.提出煤炭深部开采条件下冲击地压与瓦斯密切相关,高压瓦斯气体极有可能参与了冲... 通过大量微震、瓦斯监测和现场调查,发现冲击地压震前、震后和同震都伴随瓦斯异常涌出.对以往“冲击地压只是忽略或没有瓦斯作用的煤体突出”理论提出质疑.提出煤炭深部开采条件下冲击地压与瓦斯密切相关,高压瓦斯气体极有可能参与了冲击地压的孕育,存在一种含气多孔介质和储气构造在开挖卸荷和高压吸附瓦斯解吸膨胀耦合作用下诱发的冲击地压,是造成群死群伤特大灾难性事故的严重隐患.建议深部开采应高度重视冲击地压与瓦斯灾害的相关性. 展开更多
关键词 深部开采 冲击地压 瓦斯 相关性 矿震
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煤矿区瓦斯三区联动立体抽采技术的研究和实践 被引量:83
14
作者 武华太 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1312-1316,共5页
为解决单一煤层瓦斯抽采技术难题,针对晋城矿区实际,基于瓦斯抽采、煤炭开采时空接替关系,通过理论研究和工程实践,提出了适合高瓦斯矿区特点的三区联动立体抽采模式,形成了高瓦斯矿区瓦斯抽采技术体系,显著提高了高瓦斯矿区瓦斯抽采水... 为解决单一煤层瓦斯抽采技术难题,针对晋城矿区实际,基于瓦斯抽采、煤炭开采时空接替关系,通过理论研究和工程实践,提出了适合高瓦斯矿区特点的三区联动立体抽采模式,形成了高瓦斯矿区瓦斯抽采技术体系,显著提高了高瓦斯矿区瓦斯抽采水平和矿井安全效益。 展开更多
关键词 瓦斯 抽采 地面预抽 区域递进
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孔隙气体对煤体变形及蚀损作用机理 被引量:72
15
作者 何学秋 王恩元 林海燕 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期6-11,共6页
在前人实验及理论分析的基础上,对瓦斯在煤体中的赋存形态、含瓦斯煤的特殊力学现象及瓦斯对煤体的蚀损过程进行了解释和半定量分析,得出的结论与实验规律相吻合。
关键词 孔隙气体 膨胀应力 煤体变形 瓦斯 蚀损
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注入二氧化碳及氮气驱替煤层气机理的实验研究 被引量:66
16
作者 马志宏 郭勇义 吴世跃 《太原理工大学学报》 CAS 2001年第4期335-338,共4页
论述了我国开采煤层气目前存在的问题 ,并且通过煤对二氧化碳 ( CO2 )、甲烷 ( CH4)、氮气 ( N2 )吸附机理的分析 ,提出注入二氧化碳 ( CO2 )或氮气 ( N2 )提高煤层气采收率技术的可行性。并从其注气驱替煤层气的作用机理的不同 ,从理... 论述了我国开采煤层气目前存在的问题 ,并且通过煤对二氧化碳 ( CO2 )、甲烷 ( CH4)、氮气 ( N2 )吸附机理的分析 ,提出注入二氧化碳 ( CO2 )或氮气 ( N2 )提高煤层气采收率技术的可行性。并从其注气驱替煤层气的作用机理的不同 ,从理论上和实验中得出注入二氧化碳 ( CO2 )的效果要优于氮气 ( N2 ) 展开更多
关键词 煤层气 吸附 机理 二氧化碳 氮气 瓦斯
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含瓦斯煤的有效应力与力学变形破坏特性 被引量:62
17
作者 卢平 沈兆武 +1 位作者 朱贵旺 方恩才 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期686-693,共8页
本文在含瓦斯煤的力学变形与破坏机制理论分析和实验基础上 ,提出含瓦斯煤的变形与破坏受双重有效应力作用 ,本体应力决定煤的本体变形性质 ,而结构有效应力则决定煤的结构变形性质 .修正了KarlTerzaghi多孔介质有效应力计算公式 ,揭示... 本文在含瓦斯煤的力学变形与破坏机制理论分析和实验基础上 ,提出含瓦斯煤的变形与破坏受双重有效应力作用 ,本体应力决定煤的本体变形性质 ,而结构有效应力则决定煤的结构变形性质 .修正了KarlTerzaghi多孔介质有效应力计算公式 ,揭示了等效有效孔隙压力系数在含瓦斯煤全程应力应变过程中的变化规律 ;分析了煤吸附瓦斯后含瓦斯煤强度降低的机理 ,根据含瓦斯煤变形特征 。 展开更多
关键词 瓦斯 双重有效应力 等效孔隙压力系数 煤体强度 煤炭开采 力学变形特点 采掘工程
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瓦斯气体在煤层中的扩散机理及模式 被引量:50
18
作者 聂百胜 何学秋 王恩元 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2000年第6期24-28,共5页
根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要... 根据气体在多孔介质中的扩散模式 ,结合煤结构的实际特点 ,分析了瓦斯气体在煤孔隙中的扩散机理 ,得出瓦斯在煤体中几种扩散模式 :菲克型扩散、诺森扩散、过渡型扩散、表面扩散和晶体扩散。从微观上看 ,影响瓦斯气体在煤层中扩散的主要因素是瓦斯气体的平均自由程和煤不同尺寸微孔隙的分布情况。根据不同孔隙分布的煤层 。 展开更多
关键词 瓦斯 煤层 扩散机理 扩散模式 分子平均自由程 诺森数 孔隙分布 煤矿生产
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水分对不同煤种瓦斯吸附特性影响的实验研究 被引量:68
19
作者 张占存 马丕梁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期144-147,共4页
通过研究煤中水分的赋存特征,根据试验目的设计了煤样的加湿装置.针对目前评价煤中水分对吸附瓦斯量的影响时未考虑煤变质程度差异的现状,通过对不同变质程度煤在不同水分条件下的吸附等温线的大量测定,经数据拟合,最终得出煤中水分对... 通过研究煤中水分的赋存特征,根据试验目的设计了煤样的加湿装置.针对目前评价煤中水分对吸附瓦斯量的影响时未考虑煤变质程度差异的现状,通过对不同变质程度煤在不同水分条件下的吸附等温线的大量测定,经数据拟合,最终得出煤中水分对瓦斯吸附量的影响校正系数,并与原煤样进行对比,验证了所得出的校正系数的准确性和适用性. 展开更多
关键词 吸附等温线 水分 咐附量 瓦斯
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煤层瓦斯运移物理模拟与理论分析 被引量:40
20
作者 罗新荣 《中国矿业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第3期55-61,共7页
本文以物理模拟实验研究了地应力、孔隙压力和吸附相瓦斯对煤层瓦斯运移的影响,考证了达西定律的适用条件,实测到煤体吸附瓦斯后所产生的附加膨胀应力。作者确立了包括地应力、孔隙压力及克林伯格效应的煤层瓦斯运移本构方程,并分析了... 本文以物理模拟实验研究了地应力、孔隙压力和吸附相瓦斯对煤层瓦斯运移的影响,考证了达西定律的适用条件,实测到煤体吸附瓦斯后所产生的附加膨胀应力。作者确立了包括地应力、孔隙压力及克林伯格效应的煤层瓦斯运移本构方程,并分析了煤层在给定应力和给定变形条件下的瓦斯运移特点。 展开更多
关键词 煤层 瓦斯 运移 物理模拟 理论分析
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