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《太原理工大学》 2005年
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煤层瓦斯渗流过程中流固耦合问题研究

李祥春  
【摘要】: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
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TD712

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘洪永;远程采动煤岩体变形与卸压瓦斯流动气固耦合动力学模型及其应用研究[D];中国矿业大学;2010年
2 褚怀保;煤体爆破作用机理及试验研究[D];河南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 陈亮;煤层渗透性评价模型研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 陈静;高压空气冲击煤体气体压力分布的模拟研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 马海峰;高瓦斯煤层采动应力对采场瓦斯压力的影响研究[D];安徽理工大学;2011年
4 朱文浩;用模糊数学预测煤与瓦斯突出方法研究[D];华中科技大学;2011年
5 赵涛;基于多因素概率预测的瓦斯突出预警方法研究[D];成都理工大学;2007年
6 张峰光;低渗透煤层瓦斯流固耦合理论的研究[D];太原理工大学;2007年
7 杨涛;超临界CO_2抽提对煤的改性实验研究[D];太原理工大学;2010年
8 尚志远;瓦斯抽采钻割一体化阀体转换技术研究[D];河南理工大学;2012年
9 宋超;计算机模拟辅助SF_6气体示踪法测定钻孔抽采有效半径研究[D];河南理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛强,梁冰,李宏艳;可压缩流体渗流的流固耦合问题数值模拟研究[J];地下空间;2001年S1期
2 董平川,徐小荷,何顺利;流固耦合问题及研究进展[J];地质力学学报;1999年01期
3 孙可明,梁冰,王锦山;煤层气开采中两相流阶段的流固耦合渗流[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年01期
4 赵阳升,秦惠增,白其峥;煤层瓦斯流动的固-气耦合数学模型及数值解法的研究[J];固体力学学报;1994年01期
5 傅雪海,秦勇,张万红;高煤级煤基质力学效应与煤储层渗透率耦合关系分析[J];高校地质学报;2003年03期
6 刘建军,刘先贵;煤储层流固耦合渗流的数学模型[J];焦作工学院学报;1999年06期
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8 周世宁;孙辑正;;煤层瓦斯流动理论及其应用[J];煤炭学报;1965年01期
9 赵阳升,胡耀青,赵宝虎,杨栋;块裂介质岩体变形与气体渗流的耦合数学模型及其应用[J];煤炭学报;2003年01期
10 梁冰,章梦涛,潘一山,王来贵;煤和瓦斯突出的固流耦合失稳理论[J];煤炭学报;1995年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林瑶明;林凡;;L形剪力墙下扩展基础受力分析[J];四川建筑科学研究;2007年03期
2 贾彩虹;王媛;张雪颖;;深基坑工程流固耦合模型的发展进程与动向[J];四川建筑科学研究;2010年06期
3 朱广化;广义对角占优矩阵的一个定理[J];安徽教育学院学报;2003年06期
4 孙军,黄敬清;一种自动形成三角形有限元网格的方法[J];安徽工学院学报;1995年01期
5 张钟鼎,王维彬;变形多孔介质中多相流问题的数值方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2001年01期
6 彭玲,章劲松,孙东根;用数值分析方法求解材料的最大干密度和最佳含水量[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年03期
7 苏利军;;深部煤层瓦斯赋存规律及钻孔抽采有效半径研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
8 蔡如法;童校长;;穿层钻孔掏穴增透强化抽采瓦斯技术研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年04期
9 李效军;王立功;;刘桥一矿瓦斯地质规律研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年05期
10 禹业挺;余陶;邓中;肖峻峰;;突出煤层穿层钻孔增透强化抽采瓦斯消突效果研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周新良;罗文柯;刘寿兰;陈小辉;;顺层长钻孔抽采瓦斯抽采半径数值法与钻孔负压法的对比分析研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 梁冰;陈天宇;孙维吉;;复杂地质条件煤层气藏井间干扰对井网布置的影响[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
3 雷晓;邓建强;;海底地层内CO_2渗流与水合耦合现象初步研究——热-流-固耦合数学模型[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
4 梁冰;金佳旭;张春梅;;浑水入渗对尾矿坝孔隙压力分布的影响分析[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
5 常先隐;;远距离下保护层开采瓦斯治理效果分析[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
6 卢晋波;邵利利;王志佳;赵贺云;王鹏;彭瑞东;;三轴压缩下煤岩力学性能测试与CT扫描分析[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
7 蔡波;吕存林;董山;;瓦斯压力对煤体力学性质的影响研究[A];2010全国采矿科学技术高峰论坛论文集[C];2010年
8 刘建军;刘先贵;胡雅衽;张盛宗;;低渗透储层流固耦合渗流规律研究[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
9 陈正汉;;非饱和土的理论与实践[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
10 申向东;韩克平;;农业机械化学科研究生高等工程力学教学内容探讨[A];世纪之交的力学教学——教学经验与教学改革交流会论文集[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 杨宏民;井下注气驱替煤层甲烷机理及规律研究[D];河南理工大学;2010年
3 袁东升;近距离保护层开采多场演化及安全岩柱研究[D];河南理工大学;2010年
4 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 彭晓华;辽宁矿区煤层气开采渗流规律研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
6 李刚;水岩耦合作用下软岩巷道变形机理及其控制研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 肖知国;煤层注水抑制瓦斯解吸效应实验研究与应用[D];河南理工大学;2010年
8 袁志军;球管焊接数值模拟及焊接残余应力影响因素研究[D];南昌大学;2010年
9 邹健;桩端后注浆浆液扩散机理及残余应力研究[D];浙江大学;2010年
10 张飞燕;高应力高突区域煤巷快速掘进灾害防治技术研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭柯;陶二井田瓦斯地质规律研究与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
2 曹卫斌;五阳矿井瓦斯地质规律与瓦斯预测[D];河南理工大学;2010年
3 王海生;采空区风流分布数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵萌;长虹井田瓦斯地质规律及区域突出危险性预测[D];河南理工大学;2010年
5 陈建伟;松软煤层回采工作面前方煤体应力分布及位移变化特征[D];河南理工大学;2010年
6 姚春雨;黄陵二号煤矿综采工作面采空区瓦斯流动规律数值模拟研究[D];河南理工大学;2010年
7 王永周;李子垭井田瓦斯赋存规律与突出预测[D];河南理工大学;2010年
8 刘文伍;杉木树矿井瓦斯地质规律及瓦斯预测研究[D];河南理工大学;2010年
9 刘炎昊;高煤级煤储层条件下的气体运移机理[D];河南理工大学;2010年
10 任子阳;阳泉无烟煤对CH_4、CO_2吸附特性研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴定州;余国锋;孟祥瑞;;低透气性煤层松动爆破增透机理数值模拟研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年05期
2 王汉军,付跃升,蓝成仁;定向致裂爆破法在煤矿瓦斯抽放中的应用研究[J];安全与环境学报;2001年04期
3 任强;刘伟韬;;覆岩采动裂隙带发育规律的数值模拟分析[J];安全与环境学报;2006年S1期
4 王新;李祥;;飞行安全模糊综合评价模型研究[J];安全与环境学报;2008年03期
5 王固态,刘振华,李云珍,代荣和;提高煤层瓦斯抽放率的高能气体致裂技术研究[J];火炸药学报;2000年04期
6 张宏伟,李胜,袁亮,刘永庆;潘一矿煤与瓦斯突出危险性模式识别与概率预测[J];北京科技大学学报;2005年04期
7 龚敏;刘万波;王德胜;伍厚荣;陈太明;邱德才;;提高煤矿瓦斯抽放效果的控制爆破技术[J];北京科技大学学报;2006年03期
8 马飞;宋志辉;;水射流动力特性及破土机理[J];北京科技大学学报;2006年05期
9 黄志安;童海方;张英华;李示波;倪文;宋建国;邢奕;;采空区上覆岩层“三带”的界定准则和仿真确定[J];北京科技大学学报;2006年07期
10 郑福良;深孔预裂爆破技术在煤矿井下的应用[J];爆破;1997年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周志军;低渗透储层流固耦合渗流理论及应用研究[D];大庆石油学院;2003年
2 孙可明;低渗透煤层气开采与注气增产流固耦合理论及其应用[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 李胜;煤与瓦斯突出区域预测的模式识别方法研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
4 索永录;综放开采坚硬顶煤预先爆破弱化技术基础研究[D];西安科技大学;2004年
5 尚根华;低渗透非线性渗流规律研究[D];中国科学院研究生院(渗流流体力学研究所);2004年
6 张瑞林;现代信息技术在煤与瓦斯突出区域预测中的应用[D];重庆大学;2004年
7 张国辉;煤层应力状态及煤与瓦斯突出防治研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
8 冯增朝;低渗透煤层瓦斯抽放理论与应用研究[D];太原理工大学;2005年
9 阳仿勇;变形介质气藏流固耦合渗流理论及应用研究[D];西南石油学院;2005年
10 刘文政;脆塑性结构极限载荷的计算与工程应用[D];清华大学;1989年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张兴华;综采工作面采空区瓦斯运移规律及其应用[D];辽宁工程技术大学;2002年
2 杨晓峰;渐进式揭煤技术的研究[D];重庆大学;2002年
3 孟贤正;综采工作面煤的突然压出危险性预测[D];重庆大学;2002年
4 王晓亮;煤层瓦斯流动理论模拟研究[D];太原理工大学;2003年
5 刘志云;基于神经网络的煤与瓦斯突出矿井等级划分方法研究[D];西安科技大学;2003年
6 徐剑良;煤层气渗流过程中流固耦合问题的研究[D];西南石油学院;2003年
7 王正辉;采煤工作面自燃危险性评价方法[D];煤炭科学研究总院;2004年
8 周泽平;煤矿安全评价研究及其在掘进生产中的应用[D];西安科技大学;2005年
9 周翔;瓦斯监测数据及瓦斯流分析与程序设计[D];西安科技大学;2005年
10 高坤;低透气性煤层瓦斯抽放定向钻进技术研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 梁盛开;罗杨阳;曹琼;;煤矿瓦斯突出的多因素综合预测[J];固体力学学报;2010年S1期
2 刘健;刘泽功;高魁;;巨厚煤层高位钻孔抽采综放工作面上覆岩层瓦斯试验研究[J];安全与环境学报;2013年03期
3 臧大进;王耀才;刘增良;;基于变精度粗糙集的煤与瓦斯突出预测[J];控制工程;2012年01期
4 王伟有;汪虎;;基于COMSOL Multiphysics的瓦斯抽采有效半径数值模拟[J];矿业工程研究;2012年02期
5 刘洪永;程远平;陈海栋;刘清泉;孔胜利;;含瓦斯煤岩体采动致裂特性及其对卸压变形的影响[J];煤炭学报;2011年12期
6 盛凯;;超临界二氧化碳在页岩中的实验吸附规律探究[J];科技与企业;2013年13期
7 贾智伟;戴思航;;顺层钻孔抽采过程流固耦合研究[J];煤炭技术;2014年05期
8 来兴平;崔峰;曹建涛;单鹏飞;;特厚煤体爆破致裂机制及分区破坏的数值模拟[J];煤炭学报;2014年08期
9 郝天轩;宋超;;数值模拟结合SF_6示踪法确定煤层钻孔瓦斯抽采有效半径[J];中国安全科学学报;2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王伟有;汪虎;;基于COMSOL的钻孔抽采有效半径的数值模拟[A];煤矿瓦斯地质与抽采利用研究——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2012)[C];2012年
2 李川;宋超;韩长路;;不同抽采条件对瓦斯抽采效果的影响[A];探索建立煤矿区煤层气立体抽采与经济利用产业化体系,推动煤矿瓦斯治理、立体抽采技术示范与煤层气资源综合利用——全国煤矿瓦斯抽采利用与通风安全技术现场会煤矿瓦斯抽采与通风安全论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张玉荣;分层注水储层参数变化机理与配注参数动态调配方法研究[D];东北石油大学;2011年
2 秦玉金;深部煤层瓦斯赋存特征与解吸规律研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2012年
3 宋常胜;超远距离下保护层开采卸压裂隙演化及渗流特征研究[D];河南理工大学;2012年
4 薛东杰;不同开采条件下采动煤岩体瓦斯增透机理研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
5 李传明;煤层力学特征与瓦斯赋存状态演化采掘响应研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
6 李绍泉;近距离煤层群煤与瓦斯突出机理及预警研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
7 陈海栋;保护层开采过程中卸载煤体损伤及渗透性演化特征研究[D];中国矿业大学;2013年
8 袁志刚;煤岩体水力压裂裂缝扩展及对瓦斯运移影响研究[D];重庆大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李春辉;基于BP神经网络的煤与瓦斯突出危险性预测的研究[D];昆明理工大学;2010年
2 姜洪亮;紫坪铺隧道瓦斯灾害研究[D];西南交通大学;2010年
3 李得飞;超临界二氧化碳驱替煤层瓦斯研究[D];太原理工大学;2012年
4 李伟利;保护层开采围岩力学特征及其层间距影响研究[D];安徽理工大学;2012年
5 赵志飞;公路隧道施工过程瓦斯安全控制技术研究[D];中南大学;2012年
6 任浩源;BP神经网络在煤与瓦斯突出危险性预测中的应用研究[D];西安科技大学;2012年
7 谈健;低渗透煤层注入超临界CO_2增透规律研究[D];辽宁工程技术大学;2012年
8 冯婷婷;煤的超临界CO_2混合溶剂萃取过程及萃余煤气化特性研究[D];华东理工大学;2013年
9 尚志远;瓦斯抽采钻割一体化阀体转换技术研究[D];河南理工大学;2012年
10 孟战成;近距离上保护层开采保护范围及瓦斯运移规律研究[D];河南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛世峰,宋惠珍;非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——数学模型[J];地震地质;1999年03期
2 薛世峰,宋惠珍;非混溶饱和两相渗流与孔隙介质耦合作用的理论研究——方程解耦与有限元公式[J];地震地质;1999年03期
3 董平川,徐小荷,何顺利;流固耦合问题及研究进展[J];地质力学学报;1999年01期
4 罗晓辉;深基坑开挖渗流与应力耦合分析[J];工程勘察;1996年06期
5 傅雪海,秦勇,姜波,王文峰;多相介质煤岩体力学实验研究[J];高校地质学报;2002年04期
6 李希,郭尚平;渗流过程的混合物理论[J];中国科学(A辑 数学 物理学 天文学 技术科学);1988年03期
7 赵阳升,杨栋,郑少河,胡耀青;三维应力作用下岩石裂缝水渗流物性规律的实验研究[J];中国科学E辑:技术科学;1999年01期
8 李锡夔,朴光虎,邓子辰;考虑固结效应的结构-土壤相互作用分析及其有限元解[J];计算结构力学及其应用;1990年03期
9 张洪武,钟万勰,钱令希;土体固结分析的一种有效算法[J];计算结构力学及其应用;1991年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁亚林;用测井资料预测煤层瓦斯含量[J];中国煤田地质;2001年03期
2 李铁锋;张树川;;煤层顶板巷道抽采瓦斯的试验[J];采矿技术;2009年02期
3 刁良勋;;荥巩煤田与登封煤田二_1煤层瓦斯地质特征对比研究[J];煤炭工程;2007年07期
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8 李封矿;李封矿予抽煤层瓦斯效果的初步分析[J];中州煤炭;1980年Z1期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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2 文光才;孙重旭;;隧道工程中煤层瓦斯危险的评价与防治[A];中国职业安全健康协会首届年会暨职业安全健康论坛论文集[C];2004年
3 郭景林;郭晓明;;山西煤层瓦斯分布规律研究[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
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9 尹志民;董双生;谷建辉;;显德汪矿2~#煤层瓦斯综合治理技术[A];瓦斯地质基础与应用研究[C];2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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5 路敏 记者王大伟;鸡矿集团一瓦斯治理项目申报省长特别奖[N];鸡西日报;2009年
6 本报记者 矫阳;引暗河,通隧道[N];科技日报;2009年
7 记者 张益龙;峻德煤矿产量屡创新高[N];黑龙江日报;2009年
8 尹万俊 记者 张彬彬;吉煤集团开展百日安全活动[N];吉林日报;2009年
9 记者 刘效金 通讯员 卫俊生;3年建成综治体系[N];鹤壁日报;2011年
10 万水平;让“第一杀手”为企业创利[N];中国矿业报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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5 高坤;高能气体冲击煤体增透技术实验研究及应用[D];辽宁工程技术大学;2013年
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8 马衍坤;含瓦斯煤层多参数实时监测及其应用研究[D];中国矿业大学;2012年
9 宁齐元;分叉突出煤层上保护层开采保护特性研究[D];中国地质大学;2012年
10 付江伟;井下水力压裂煤层应力场与瓦斯流场模拟研究[D];中国矿业大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴迪;二氧化碳驱替煤层瓦斯机理与实验研究[D];太原理工大学;2010年
2 张振飞;煤层瓦斯含量测定方法对比研究[D];安徽理工大学;2013年
3 陈佳;萍乡青山煤矿大槽煤层瓦斯地质特征研究[D];安徽理工大学;2011年
4 李晓华;水分对阳泉3号煤层瓦斯解吸规律影响的实验研究[D];河南理工大学;2010年
5 何真培;温度影响下钻孔预抽本煤层瓦斯数值模拟及应用[D];西安科技大学;2011年
6 李祥龙;丁集煤矿煤层瓦斯基础参数及抽采影响半径测试研究[D];安徽理工大学;2013年
7 张明明;江西省涌山桥矿区煤变质程度对煤层瓦斯的影响[D];安徽理工大学;2011年
8 冯明涛;空化声震及温度效应促进煤层瓦斯解吸的实验研究[D];重庆大学;2010年
9 刘徐三;煤层瓦斯抽采水平定向钻孔钻进工艺及稳定孔壁冲洗液技术研究[D];成都理工大学;2013年
10 冉永进;九里山煤矿二_1煤层瓦斯抽采系统合理抽采负压研究[D];河南理工大学;2012年
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