含瓦斯煤THM耦合模型及实验研究PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2研究现状及评述 2

1.2.1煤的孔隙、渗透及吸附/解吸特性 2

1.2.2耦合问题及其求解方法 7

1.2.3煤与瓦斯突出模拟试验 11

1.3本书主要研究内容 13

第2章 含瓦斯煤孔隙率及有效应力方程 14

2.1煤体孔隙特征及其孔隙率 14

2.1.1孔隙成因分类 14

2.1.2孔隙的孔径结构划分 15

2.1.3孔隙分形特征 16

2.1.4孔隙率数学模型 27

2.2有效应力方程 33

2.2.1有效应力分析 33

2.2.2含瓦斯煤变形机制 35

2.2.3有效应力方程建立 37

2.2.4方程检验 38

2.3本章小结 40

第3章 含瓦斯煤渗透率演化模型 42

3.1渗透率理论模型 42

3.1.1渗透率影响机制 42

3.1.2模型建立 43

3.2渗透率试验研究 46

3.2.1煤样的力学特性试验 46

3.2.2渗透率试验系统 50

3.2.3渗透率影响因素分析 54

3.2.4渗透率敏感性分析 58

3.3渗透率模型验证 62

3.4本章小结 67

第4章 含瓦斯煤THM耦合模型 69

4.1基本物性参数耦合方程及假设 70

4.1.1孔隙率、渗透率方程 70

4.1.2煤层瓦斯气体状态方程 71

4.1.3修正的瓦斯含量方程 71

4.1.4基本假设 76

4.2含瓦斯煤耦合应力场方程 78

4.2.1平衡方程 78

4.2.2几何方程 79

4.2.3热流固本构方程 80

4.2.4应力场方程 81

4.3含瓦斯煤耦合渗流场方程 84

4.3.1连续性方程 84

4.3.2渗流场方程 86

4.4含瓦斯煤耦合温度场方程 87

4.4.1能量守恒方程 87

4.4.2自由能与体积内能 88

4.4.3温度场方程 89

4.5定解条件 90

4.5.1应力场定解条件 91

4.5.2渗流场定解条件 91

4.5.3温度场定解条件 92

4.6本章小结 93

第5章 煤与瓦斯突出模拟试验台的研制及应用 96

5.1煤与瓦斯突出机理 96

5.2模拟试验台的研制 97

5.2.1研制思路及目的 97

5.2.2模拟试验台的结构方案设计 99

5.2.3模拟试验台操作系统 113

5.2.4模拟试验台千斤顶精度检测 114

5.2.5模拟试验台优点 115

5.3模拟试验相似设计及其试验方法 116

5.3.1相似设计 116

5.3.2试验方法 120

5.4模拟试验结果及分析 127

5.4.1突出煤样剪切试验 127

5.4.2模拟试验结果及分析 130

5.5本章小结 141

第6章 含瓦斯煤THM耦合模型数值分析 143

6.1 COMSOL Multiphysics软件简介 143

6.2 THM耦合模型的嵌入 145

6.2.1含瓦斯煤THM耦合模型 145

6.2.2 THM耦合模型的嵌入 146

6.3 THM耦合模型的解析解验证 148

6.4 THM耦合模型的实验室验证 150

6.5 THM耦合模型的工程应用 153

6.5.1石壕矿概况 153

6.5.2数值计算模型及计算工况 154

6.5.3数值模拟结果分析 157

6.6本章小结 167

参考文献 170