瓦斯在煤体中的非线性渗透模型及求解.pdf

《瓦斯在煤体中的非线性渗透模型及求解.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷第1期中国矿业Vol

2、26，No．I2017年1月CHINAMININGMAGAZINEJan．2017瓦斯在煤体中的非线性渗透模型及求解吕伏，徐曾和，梁冰。，孙维吉。(1．东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳100083；2．辽宁工程技术大学基础教学部，辽宁葫芦岛125105；3．辽宁工程技术大学研究生学院，辽宁阜新123000)摘要：考虑到外力引起的孔隙结构改变，将导致煤体渗透性发生显著变化，利用原煤试件的三轴渗透实验数据建立反应瓦斯非线性渗流规律的数学模型，采用基于改进遗传算法赋初值的拟牛顿法

3、求解建立的模型，对瓦斯在原煤试件中的非线性渗流规律进行了求解和分析。结果表明，改进的遗传算法大幅提高了初值寻找的速度和精度，为利用拟牛顿法进行模型最终求解提供保障，从而使得新型优化算法可以有效解决非线性最小二乘问题。采用该方法研究煤体的非线性渗流规律发现，在一定压力范围内，煤体的渗透系数随孑L隙压力增加而增加，随体积应力的增加而减小，渗透系数是孔隙压力的二次函数与体积应力的负指数函数的乘积。关键词：煤；渗透系数；遗传算法；非线性最小二乘；参数反演中图分类号：TP028．8文献标识码：A文章编号：1004—4

4、05l(2017)010166-06Non-linearseepagemodelandit’SsolusionmethodsofgasincoalbodyLYUFu～，XUZenghe，LIANGBing。，SUNWeiji。(1．CollegeofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China；2．DepartmentofBasicTeaching，LiaoningTechnicalUniversity，Hu

5、ludao125105，China；3．GraduateSchool，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：ConsideringthechangesofporestructurecausedbytheexternalforceledtOsignificantchangestOthepermeabilityofcoa1．Usingthethreeshaftseepagetest，getstheflowoftherawcoalspecim

6、enthroughcontrolledtheaxialcompressionandconfiningpressureconstant，solvedthenonlinearleastsquaresprobIembyusingthequasi—newtonmethodwhichgetstheinitialvaluebytheimprovedgeneticalgorithm，thenanalysisandsolvesthenon—linearseepagelawsofthecoa1．Theresultsshowt

7、hatthethenewoptimizationalgorithmcaneffectivelysolvethenonlinearleastsquaresproblemduetoitsolvestheseriouspathdependenceofthequasi—newtonmethodandneedn’tderivationduringcalculationprocess，itprovidesafeasiblemethodtosolvethenon—linearseepagelawsofthecoa1．St

8、udyonnonlinearseepagelawofcoalbodybythemethod，wefoundthatthepermeabilitycoefficientofcoalincreaseswiththeincreaseofporepressureanddecreaseswiththeincreaseofthevolumestress，it’Stheproductofaquadraticfunctionoftheporepressureandthenegativeexponentialfunction

9、ofthevolumestress．Keywords：coal；permeabilityparameter；geneticalgorithm；nonlinearleastsquares；parameterinversion1研究背景用以及流体在多孔介质中运动规律的科学。1856多孔介质广泛存在于自然界、工程材料和动植年，法国工程师Darcy总结出了线性渗流定律物体内。渗流力学是研究流体与多孔介质的共同作(Darc