考虑流固耦合作用的瓦斯运移规律研究现状.pdf

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1、第24卷第6期中国矿业Vo1．24，No．62015年6月CHINAMININGMAGAZINEJun．2015矿业纵横考虑流固耦合作用的瓦斯运移规律研究现状吕伏，徐曾和，梁冰。(1．东北大学资土学院，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：针对考虑流固耦合的瓦斯运移问题，本文基于对前人研究的分析，总结了关于含瓦斯煤体的有效应力原理及瓦斯运移机理的研究成果。指出了研究中存在的主要问题，得出了以下结论：①关于煤与瓦斯的有效应力原理，亟需给出吸附膨胀应力及孔隙压力的分担比例；②关于瓦斯在煤体中的

2、运移机理，应考虑如何在瓦斯的运移过程中彻底地区分扩散和渗透过程。关键词：含瓦斯煤体；有效应力原理；渗流；扩散；吸附解吸中图分类号：TD353文献标识码：A文章编号：1004—4051(2015)06—0124—04Theresearchstatusofgasmigrationlawconsideringfluid—structurecouplingeffectLVFu，XUZeng—he，LIANGBing。(1．CollegeofResourcesandCiviIEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China；2．Depa

3、rtmentofBasicTeaching，LiaoningTechnicalUniversity，Huludao125105，China；3．GraduateSchool，LiaoningTechnicalUniversity，Fuxin123000，China)Abstract：Viewoftheproblemofgasmigrationinconsideringfluid-structureinteraction，basedontheanalysisofpreviousstudies，thispapersummarizesabouttheeffectivestressprincip

4、leandthegasmigrationmechanismofthecoalcontaininggas，pointsouttheproblem．Theconclusionsareasfollows：①theprincipleofeffectivestressoncoa1andgasneedstObegiventhesharedadsorptionbetweenexpansionstressandporepressure；②aboutthemechanismofgasmigrationincoal，thekeyishowtOdistinguishseepageanddiffusionpro

5、cesscompletely．Thentheresearchprospectisgiven．Keywords：coalcontaininggas；principleofeffectivestress；seepage；diffusionadsorptionanddesorption我国是世界上煤矿瓦斯问题最为严重的国家象¨1]。煤炭地下开采过程中发生的灾难事故是惊人之一。煤是一种孔隙一裂隙双重介质，其开采过程的，特别是瓦斯突出事故的频繁发生，给煤矿的安中的煤体变形和瓦斯流动均是在流固耦合作用下全生产带来了极大的威胁，不仅造成了大量人员伤的煤体变形和瓦斯流动，而煤与瓦斯突出亦是由于亡、严重的

6、环境破坏，而且也带来了巨大的经济损流固耦合作用下的煤体失稳破坏而发生的灾害现失和不良的社会影响。因此，防治瓦斯灾害，保障煤矿安全生产，是我国煤炭生产面I临的首要和迫切收稿日期：2014-0630的任务。同时，瓦斯又是一种清洁高效的能源。因基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目子课题“煤层群此如何合理利用资源，实现煤与瓦斯共采，是煤炭煤与瓦斯共采时空协同机制及技术优化方法”资助(编号：开采的发展趋势[2]。随着煤炭资源的利用，开采逐2011CB201206)；国家自然科学基金青年基金项目“大面积采动地层渐进入深部开采过程，面对着高地应力，高温，高瓦长期稳定性研究”资助(编号：51

7、304108)；国家自然科学基金项目“反应流体通过可变形多孔介质流动的多相化学反应与相互作用”斯含量，低渗透率的恶劣环境_3]。研究清楚反映煤资助(编号：50974030)；国家自然科学基金青年基金项目“多孔矿石体与瓦斯流固耦合作用的有效应力原理及瓦斯在中的反应扩散与孔隙结构演化”资助(编号：51304035)煤体中的运移机理，是研究煤与瓦斯流固耦合问题作者简介：吕伏(1980)，女，辽宁工程技术大学基础教学部数学建立数学模型的基础