煤層瓦斯?jié)B流過程中流固耦合問題研究.pdf

1、煤層瓦斯是在煤的形成過程中生成并賦存于煤層及煤系地層的一種天然氣。它的存在不僅對煤礦的安全生產(chǎn)構(gòu)成了巨大危害，而且已造成了多次重大傷亡事故，但瓦斯作為一種可燃?xì)怏w，同樣是一種寶貴的能源，尤其在能源日益緊張的今天，如能將其利用，將產(chǎn)生良好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。但由于煤層構(gòu)造及瓦斯運(yùn)移規(guī)律的復(fù)雜性，使現(xiàn)在煤礦對瓦斯的處理仍以排放為主，沒有實(shí)現(xiàn)有效利用。而要實(shí)現(xiàn)這一能源的利用，首先必須在理論上認(rèn)清瓦斯在煤層中的滲流規(guī)律和影響瓦斯?jié)B流的物性參數(shù)

2、，才能真實(shí)的模擬實(shí)際煤層當(dāng)中瓦斯運(yùn)移情況，為煤礦瓦斯防治和開發(fā)的順利實(shí)施提供科學(xué)的理論依據(jù)。 本文首先對煤層瓦斯的儲存特征及含瓦斯煤的主要物理力學(xué)特性進(jìn)行了概述，為耦合物性參數(shù)和煤體有效應(yīng)力的分析研究與建立煤層瓦斯流固耦合滲流模型提供了依據(jù)。然后對煤吸附膨脹變形與孔隙率、滲透率之間關(guān)系進(jìn)行了理論分析，得出了孔隙率、滲透率和膨脹變形之間的關(guān)系式，并分析了煤體有效應(yīng)力與膨脹應(yīng)力之間的關(guān)系，把煤吸附瓦斯產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力考慮進(jìn)了有效應(yīng)力表