煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (7): 2247-2252.

煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究

杨天鸿¹, ²，陈仕阔¹，朱万成¹，刘洪磊¹，霍中刚²，姜文忠²

1.东北大学岩石破裂与失稳研究中心，沈阳 110004；2.煤炭科学研究总院抚顺分院，山东抚顺 113001

收稿日期:2008-11-20 出版日期:2010-07-10 发布日期:2010-07-19
作者简介:杨天鸿，男，1970年生，博士，教授，博士生导师，主要从事岩石力学科研教学方面的工作。
基金资助:
国家重点基础研究发展计划（973计划）项目（No. 2005CB221503，No. 2006CB202201-6，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）。

Coupled model of gas-solid in coal seams based on dynamic process of pressure relief and gas drainage

YANG Tian-hong¹,², CHEN Shi-kuo¹, ZHU Wan-cheng¹, LIU Hong-lei1, HUO Zhong-gang², JIANG Wen-zhong²

1. Center for Rock instability and Seismicity Research, Northeastern University, Shenyang 110004, China; 2. Fushun Branch, CCRI, Fushun, Shandong 113001, China

Received:2008-11-20 Online:2010-07-10 Published:2010-07-19

摘要/Abstract

摘要：

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

Abstract:

On the basis of seepage theory of gas flow in coal seams, elastic theory of coal deformation, together with the coupling relationship between gas permeability and porosity, a mathematical model for coupled gas-solid in coal collieries is established. By using the gas-solid coupled model, the mining induced pressure relief, the gas pressure changes, gas drainage and the associated characteristics of gas permeability and gas pressure in coal seam during mining were numerically simulated. The numerical simulation is helpful for understanding the gas drainage mechanisms and for taking effective measures to prevent the occurrences of gas outbursts in collieries.

Key words: gaseous coal, gas permeability, gas-solid coupled model, numerical simulation, gas pressure relief

中图分类号:

O 242

杨天鸿，陈仕阔，朱万成，刘洪磊，霍中刚，姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247-2252.

YANG Tian-hong, CHEN Shi-kuo, ZHU Wan-cheng, LIU Hong-lei. Coupled model of gas-solid in coal seams based on dynamic process of pressure relief and gas drainage[J]. , 2010, 31(7): 2247-2252.

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