【摘要】：在固體相似材料研究的基礎上,利用"固-流"耦合相似理論,得出適用于煤巖瓦斯"固-氣"耦合的相似條件。選用砂子為骨料,石蠟和油為膠結劑,研制出一種適用于開展"固-氣"耦合模擬實驗的材料。通過大量實驗,對相似材料的抗壓強度、脆性參數(shù)、滲透速率等物理力學進行了測試,并利用自行研制的滲透性測試裝置,對不同含量膠結劑的相似材料試件滲透性進行了測試。結果表明,石蠟含量不斷增大,材料抗壓強度隨之增大,滲透性逐漸減小;含油量的變化,消除了單純使用石蠟時,材料抗壓強度變化強烈的不足。合理調節(jié)二者之間的比例,可以模擬多種不同強度、不同滲透性的巖石。在力學參數(shù)滿足模擬巖石的前提下,將研制出的新材料與原始的固相相似材料進行了滲流速度對比實驗分析,得出所研制的材料能較大程度的降低氣體在其中的滲流速度,并將該材料應用于煤層開采模型實驗,有效的揭示了瓦斯?jié)B透速率與上覆巖層運動之間的關系。
[Abstract]:Based on the study of solid similar materials and the theory of solid-flow coupling, the similarity conditions suitable for the solid-gas coupling of coal and gas are obtained. Using sand as aggregate and paraffin and oil as binder, a material suitable for solid-gas coupling experiment was developed. Through a large number of experiments, the compressive strength, brittleness parameters, permeability rate and other physical mechanics of similar materials have been tested, and the permeability testing device developed by ourselves has been used. The permeability of similar materials with different content of binder was tested. The results show that with the increasing of paraffin content, the compressive strength of the material increases and the permeability decreases gradually, and the change of oil content eliminates the shortage of the strong change in the compressive strength of the material when paraffin is used only. Reasonable adjustment of the ratio between the two can simulate a variety of rock with different strength and permeability. On the premise that the mechanical parameters are satisfied with the simulated rock, the seepage velocity of the new material developed is compared with that of the original solid phase similar material, and it is concluded that the developed material can reduce the seepage velocity of gas in it to a large extent. This material is applied to the coal seam mining model experiment, which effectively reveals the relationship between the gas permeability rate and the overlying strata movement.
【作者單位】： 西安科技大學能源學院;
【基金】：新疆自治區(qū)科技廳科技支撐計劃資助項目(201333110)
【分類號】：TD712

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

1 梁冰,孫可明,薛強;地下工程中的流─固耦合問題的探討[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2001年02期

2 胡耀青;趙陽升;楊棟;;三維固流耦合相似模擬理論與方法[J];遼寧工程技術大學學報;2007年02期

3 劉見中;張東明;袁地鏡;;含瓦斯煤在不同圍壓下的滲流特性試驗[J];煤炭科學技術;2009年07期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉新榮;傅晏;鄭穎人;梁寧慧;;水巖相互作用對巖石劣化的影響研究[J];地下空間與工程學報;2012年01期

2 賀玉龍,楊立中,趙文;巖體溫度對地下水性質的影響[J];遼寧工程技術大學學報;2002年05期

3 劉建軍;裴桂紅;薛強;;弱膠結油層出砂機理及數(shù)值方法[J];遼寧工程技術大學學報;2006年03期

4 孫輝;李兆敏;馬丕梁;陳新浩;馬藝;;弱膠結油藏擬三維出砂預測模型及方法[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2008年04期

5 王雪瑤;姜凡;劉長春;劉石;;TC型窯用四通道噴煤管結構性能仿真[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2009年03期

6 王雪瑤;姜凡;劉長春;劉石;;一種無粘不可壓縮火焰面間斷的界面捕捉方法[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2009年05期

7 海龍;梁冰;;傾斜煤層開采對底板突水影響的數(shù)值模擬[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2009年S1期

8 鄭福智;吳秀峰;張濤;;阜新玉龍湖鋼筋混凝土水力翻板閘門有限元分析[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2014年10期

9 賈惠艷;嚴冬冬;李璇璇;崔建宇;;地下水源熱泵THMC耦合機理初探[J];工程勘察;2015年02期

10 海龍;梁冰;;斷層構造對煤層底板突水的影響分析[J];化工礦產地質;2009年01期

相關會議論文 前1條

1 海龍;梁冰;白國良;;煤礦開采條件下地下水滲流問題探討[A];第九屆全國滲流力學學術討論會論文集（二）[C];2007年

相關博士學位論文 前10條

1 李剛;水巖耦合作用下軟巖巷道變形機理及其控制研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

2 李鵬飛;海底隧道圍巖穩(wěn)定性分析與控制研究[D];北京交通大學;2011年

3 王磊;應力場和瓦斯場采動耦合效應研究[D];安徽理工大學;2010年

4 傅晏;干濕循環(huán)水巖相互作用下巖石劣化機理研究[D];重慶大學;2010年

5 孫建;傾斜煤層底板破壞特征及突水機理研究[D];中國礦業(yè)大學;2011年

6 黃偉;基于流固耦合動力學的礦壓顯現(xiàn)與瓦斯涌出相關性分析[D];中國礦業(yè)大學;2011年

7 賀玉龍;三場耦合作用相關試驗及耦合強度量化研究[D];西南交通大學;2003年

8 李勝;煤與瓦斯突出區(qū)域預測的模式識別方法研究[D];遼寧工程技術大學;2004年

9 李崇山;煤巷自燃非線性流固熱耦合研究[D];山東科技大學;2004年

10 杜永軍;套損的影響因素地層的流體壓力與地應力研究[D];哈爾濱工程大學;2005年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 許江,鮮學福,杜云貴,張廣洋;含瓦斯煤的力學特性的實驗分析[J];重慶大學學報(自然科學版);1993年05期

2 張永吉,張文軍,董學農;綜放開采頂煤冒落規(guī)律相似模擬研究[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);1998年03期

3 孫可明,梁冰,王錦山;煤層氣開采中兩相流階段的流固耦合滲流[J];遼寧工程技術大學學報(自然科學版);2001年01期

4 譚學術;袁靜;;礦井煤層真實瓦斯?jié)B流方程的研究[J];重慶建筑工程學院學報;1986年01期

5 朱第植,王成緒,許庭教,童宏樹;突水預測的采動煤層底板相似模擬方法研究[J];煤田地質與勘探;1999年05期

6 黎良杰,錢鳴高,殷有泉;采場底板突水相似材料模擬研究[J];煤田地質與勘探;1997年01期

7 孫培德;;煤層瓦斯流場流動規(guī)律的研究[J];煤炭學報;1987年04期

8 王福剛,耿冬青,梅學彬;相似模擬試驗在地下水運移及參數(shù)求解中的應用[J];世界地質;2000年04期

9 靳鐘銘;趙陽升;賀軍;章夢濤;;含瓦斯煤層力學特性的實驗研究[J];巖石力學與工程學報;1991年03期

10 章根德,王羽,石占中;地質材料中的流-固耦合研究[J];巖石力學與工程學報;2000年S1期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 孔令強;楊小林;梁為民;余永強;;模擬煤體的相似材料試驗研究[J];煤礦爆破;2007年01期

2 孔令強;孫景民;;模擬煤體的相似材料配比試驗研究[J];露天采礦技術;2007年04期

3 王展;;采礦工程相似材料及模型試驗研究[J];山西建筑;2011年32期

4 賀顯群;劉志祥;李夕兵;陳紅江;彭述權;;流-固耦合相似材料的研究[J];礦冶工程;2010年04期

5 劉德軍;呂晶;張強勇;段抗;陳旭光;;具有流變特性的鹽巖相似材料的研制及應用[J];巖土工程學報;2011年10期

6 顧大釗;;相似材料模型法在研究行星鉆頭破巖效率中的應用[J];煤炭學報;1992年01期

7 董衛(wèi)軍,孫忠銘,王家臣,陳忠輝;礦體自然崩落相似材料模擬試驗研究[J];采礦技術;2001年03期

8 柴敬;魏世明;;相似材料中光纖傳感檢測特性分析[J];中國礦業(yè)大學學報;2007年04期

9 張云鵬;吳侃;;相似材料試驗模型破壞區(qū)面掃描數(shù)據提取研究[J];煤炭科學技術;2012年08期

10 李小雙;李耀基;何林;王孟來;王建勇;;云磷集團磷礦體相似材料配比試驗[J];現(xiàn)代礦業(yè);2013年02期

相關會議論文 前2條

1 侯耀青;史長鰲;劉秀格;;3D TLS在相似模型開采實驗中的應用研究[A];中國測繪學會2010年學術年會論文集[C];2010年

2 黃慶享;張文忠;侯志成;;固液耦合試驗隔水層相似材料的研究[A];第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

相關碩士學位論文 前2條

1 王來強;單點數(shù)碼照相法在相似材料沉陷預計模型中的應用研究[D];西安科技大學;2009年

2 巴蕾;海勃灣礦業(yè)公司路天煤礦綜采放頂煤相似材料模擬試驗研究[D];內蒙古科技大學;2010年

，

本文編號：2137612