煤层瓦斯渗流力学的研究进展

综述了国内外在煤层瓦斯渗流力学研究方面的现状 ,总结了我国近年来在煤层瓦斯渗流力学研究领域所取得的重要进展 ,展望了该研究领域中需要深入研究的方向和有关的发展趋势 ,认为创建的发展瓦斯越流的固气耦合模型及其数值方法 ,对丰富和完善瓦斯渗流力学具有重要的理论和现实意义     

幂定律基础上的煤层瓦斯流动模型

研究煤层瓦斯流动基本规律对煤层瓦斯渗流力学、瓦斯灾害防治及瓦斯资源利用都有重要意义。目前在幂定律基础上推导的数学模型存在严重错误，本文指出了尚未发现的错误，给出了修正后的正确模型。分析表明，认为幂定律基础上的煤瓦斯流动模型比达西定律基础上的模型更符合实际是没有根据的。     

矿井煤层真实瓦斯渗流方程的研究

利用渗流力学理论和热力学理论,本文提出了矿井煤层真实瓦斯气体的渗流方程,并对该方程进行了讨论。同时,为应用上的方便,还对这些方程作了简化处理。其结果对于煤层瓦斯抽放的研究,以及矿井煤与瓦斯突出的预防等问题都有一定的参考价值。     

幂定律基础上的煤层瓦斯流动模型

研究煤层瓦斯流动基本规律对煤层瓦斯渗流力学、瓦斯灾害防治及瓦斯资源利用都有重要意义。目前在幂定律基础上推导的数学模型存在严重错误，本文指出了尚未发现的错误，给出了修正后的正确模型。分析表明，认为幂定律基础上的煤瓦斯流动模型比达西定律基础上的模型更符合实际是没有根据的。     

本煤层顺层瓦斯抽采渗流耦合模型及应用

为揭示瓦斯在本煤层抽采时的渗流机理,开展了煤岩体变形与瓦斯渗流相互作用规律研究.根据煤层瓦斯渗流特性,考虑渗透率的动态变化过程,研究裂隙瓦斯渗流、微孔隙吸附瓦斯解吸扩散和煤岩体变形等过程,建立耦合渗流模型.针对特定矿井抽采煤层的瓦斯地质条件,进行了耦合模型的数值模拟研究.结果表明:抽采初期瓦斯压力下降较快,抽采稳定后下降趋缓,距抽采孔越远下降梯度越小,有效抽采半径约为3m.现场实验孔距6m顺层瓦斯抽采,抽采稳定时瓦斯纯量达5~7m3/min,抽采效果较理想.     

煤层瓦斯扩散与渗流规律的初步探讨

借鉴石油天然气在孔隙裂隙二重介质中的渗流理论,依据相关的实验研究,结合煤层瓦斯流动的特点,建立了煤层瓦斯扩散与渗流的物理数学模型,并分析了其特点及今后的研究方向。     

考虑渗流-扩散的煤层瓦斯流动修正模型

为研究煤层瓦斯流动规律,在考虑了不同扩散机制和滑移边界的前提下,建立了考虑渗流-扩散效应的煤层瓦斯流动新模型,分析了同一气体压力条件下扩散质量通量占总质量通量比重、视渗透率和达西渗透率的比值随Knudsen数(Kn)的变化关系.结果表明:新模型在描述煤层瓦斯流动规律方面更为合理准确;当Kn20.000时,瓦斯在煤层中的流动属于自由分子流,流动规律符合扩散定律;当0.020Kn≤20.000时,煤层瓦斯流动需同时考虑扩散项和渗流项,煤层瓦斯流动属于过渡流;当0.002Kn≤0.020时,煤层瓦斯流动属于黏性连续流,流动规律满足带滑移边界的达西方程;当Kn≤0.002时,煤层瓦斯流动满足达西方程.     

煤岩固—气耦合的流变力学分析

为分析煤与瓦斯延迟突出机理,讨论了煤层瓦斯流动特性,认为游离瓦斯和吸附瓦斯、突出空洞内的瓦斯和突出空洞附近煤体中的瓦斯均在煤与瓦斯突出过程中起重要作用,因而提出原煤吸附瓦斯贡献系数k并建立了煤层瓦斯流动的质量守恒方程;基于煤岩流变力学实验,提出了讨论煤岩流变力学性质的广义弹粘塑性组合模型。最后,建立了可以用来研究煤与瓦斯延迟突出机理的含瓦斯煤固－气耦合分析的数学模型。     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.