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煤层瓦斯渗流过程中流固耦合问题研究

李祥春

  煤层瓦斯是在煤的形成过程中生成并赋存于煤层及煤系地层的一种天然气。它的存在不仅对煤矿的安全生产构成了巨大危害,而且已造成了多次重大伤亡事故,但瓦斯作为一种可燃气体,同样是一种宝贵的能源,尤其在能源日益紧张的今天,如能将其利用,将产生良好的社会效应和经济效应。但由于煤层构造及瓦斯运移规律的复杂性,使现在煤矿对瓦斯的处理仍以排放为主,没有实现有效利用。而要实现这一能源的利用,首先必须在理论上认清瓦斯在煤层中的渗流规律和影响瓦斯渗流的物性参数,才能真实的模拟实际煤层当中瓦斯运移情况,为煤矿瓦斯防治和开发的顺利实施提供科学的理论依据。本文首先对煤层瓦斯的储存特征及含瓦斯煤的主要物理力学特性进行了概述,为耦合物性参数和煤体有效应力的分析研究与建立煤层瓦斯流固耦合渗流模型提供了依据。然后对煤吸附膨胀变形与孔隙率、渗透率之间关系进行了理论分析,得出了孔隙率、渗透率和膨胀变形之间的关系式,并分析了煤体有效应力与膨胀应力之间的关系,把煤吸附瓦斯产生的膨胀应力考虑进了有效应力表达式。最后基于以上分……   
[关键词]:膨胀变形;孔隙率;渗透率;膨胀应力;耦合模型
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:太原理工大学2005年