不同瓦斯压力的煤在单轴受压条件下温度变化规律
2021-06-18郝天轩唐一举
中国矿业 2021年6期
关键词:模型
郝天轩,李 帆,唐一举,3
(1.河南理工大学安全科学与工程学院,河南 焦作 454000;2.煤炭安全生产河南省协同创新中心,河南 焦作 454000;3.河南工业和信息化职业学院,河南 焦作 454000)
我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一,具有煤与瓦斯突出危险性的煤矿分布在我国16个省、自治区和直辖市[1],因突出事故造成的工人伤亡多次发生,因此,有效地预测煤与瓦斯突出将大大提高矿井经济效益,减少不必要的伤亡。迄今为止,国内外学者已经在煤与瓦斯突出机理方面做了许多研究,将其机理主要分为瓦斯主导假说、地压主导假说、化学本质假说以及综合作用假说[2],其中综合作用假说认为煤与瓦斯突出是由地应力、煤体中的瓦斯以及煤体自身物理学性质三者综合作用的结果,该理论在预防煤与瓦斯突出的实践中已经得到应用。
煤体温度的变化是地应力、瓦斯解吸及解吸后的气体扩散、煤的物理力学性质共同作用的结果,所以煤体温度的变化可以作为预测煤与瓦斯突出的一个有效参数。国内外一些学者就多物理场耦合、瓦斯吸附解吸和煤体弹性潜能释放等方面做了相关研究。赵阳升等[3]和赵延林等[4]介绍了在盐矿开采、高温岩体地热开采等方面利用固流热耦合的模型进行数值模拟;陶云奇[5-6]构建了含瓦斯煤的THM耦合模型,该模型实现了含瓦斯煤的双向完全耦合;牛国庆等[7]通过煤体吸附、解吸CO2和N2的实验验证了煤体吸附瓦斯过程是放热过程,瓦斯解吸过程是吸热过程,温度变化幅度随压力变化幅度增加而增加;……
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