本文關(guān)鍵詞：采動條件下煤巖力學特性及瓦斯運移時空演化規(guī)律，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：采動條件下煤巖力學特性及瓦斯運移時空演化規(guī)律是“煤與瓦斯安全共采”技術(shù)的核心。本文以平煤十礦己15煤層為研究對象，采用理論分析、實驗研究與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法分析了采動條件下煤巖力學特性及瓦斯運移時空演化規(guī)律，進行了不同加卸載條件下（即增加軸壓的同時卸載圍壓）含瓦斯煤力學特性的試驗研究。研究結(jié)果表明，不同加卸載條件下含瓦斯煤的力學特性表現(xiàn)各異。建立了能描述含瓦斯煤巖固氣耦合情況下的骨架可變形性和氣體可壓縮性的固氣耦合模型，并對其進行了驗證。論文取得以下主要研究成果： ①原煤試件全應力應變過程的滲透率隨著軸向應變的增加先減小后增大，煤巖的滲透率在屈服點之前較很低，超過了屈服點后迅速增大。 ②不同加卸載條件下含瓦斯煤的峰值強度與不同的加卸載條件有如下關(guān)系：不同初始軸向應力加卸載條件下煤樣的峰值強度隨著初始軸向應力的升高呈指數(shù)關(guān)系降低；不同加載速度加卸載條件下煤樣的峰值強度隨著加載速度的增加呈冪函數(shù)關(guān)系降低；不同初始圍壓加卸載條件下煤樣的峰值強度隨著初始圍壓的升高呈指數(shù)關(guān)系降低；不同瓦斯壓力加卸載條件下煤樣的峰值強度隨著瓦斯壓力的升高呈線性關(guān)系降低。 ③建立了含瓦斯煤巖彈塑性流固耦合滲流模型。從模擬結(jié)果來看，符合含瓦斯煤巖流固耦合三軸滲流實驗規(guī)律,所提出的彈塑性流固耦合本構(gòu)模型能有效地描述含瓦斯煤巖力學及滲流特性。 ④對三維空間的煤巖體開挖進行了模擬研究，，在此基礎(chǔ)上，得到了煤體在固氣耦合作用下瓦斯的運移規(guī)律和煤層透氣性的演化規(guī)律。從結(jié)果來看，符合現(xiàn)場瓦斯抽采的一般規(guī)律。
【關(guān)鍵詞】：采動條件 瓦斯運移 應力場 固氣耦合 加卸載
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TD712
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-14
• 1.1 問題的提出8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析8-12
• 1.2.1 含瓦斯煤巖加載力學特性研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 巖體卸圍壓力學特性研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.4 煤層瓦斯固氣耦合理論研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線12-13
• 1.4 研究方法13-14
• 2 采動條件下含瓦斯煤巖力學性質(zhì)研究14-43
• 2.1 實驗系統(tǒng)描述14-16
• 2.2 試驗方案及步驟16-17
• 2.3 試驗結(jié)果及分析17-41
• 2.3.1 常規(guī)三軸含瓦斯煤巖力學和滲流實驗17-19
• 2.3.2 三軸加載與加卸載條件下含瓦斯煤力學特性比較19-22
• 2.3.3 不同初始軸向應力加卸載條件下煤樣力學特性22-25
• 2.3.4 不同加載速度加卸載條件下煤樣力學特性25-28
• 2.3.5 不同初始圍壓加卸載條件下煤樣力學特性28-32
• 2.3.6 不同瓦斯壓力加卸載條件下煤樣力學特性32-35
• 2.3.7 三軸卸圍壓條件下瓦斯壓力對原煤力學及滲透特性的影響35-41
• 2.4 本章小結(jié)41-43
• 3 含瓦斯煤巖固氣耦合模型的研究與運用43-62
• 3.1 理論模型43-47
• 3.1.1 基本假設(shè)43
• 3.1.2 含瓦斯煤巖有效應力43-44
• 3.1.3 孔隙率和滲透率動態(tài)變化模型44-45
• 3.1.4 煤巖體變形場控制方程45-46
• 3.1.5 煤層瓦斯?jié)B流場控制方程46-47
• 3.2 多物理場耦合分析軟件 COMSOL MULTIPHYSICS47-49
• 3.3 理論模型的驗證49-54
• 3.3.1 模型簡介49-50
• 3.3.2 邊界條件與初始條件50
• 3.3.3 模擬結(jié)果分析50-54
• 3.3.4 驗證結(jié)論54
• 3.4 模型在鉆孔抽采瓦斯三維數(shù)值模擬中的應用54-62
• 3.4.1 幾何模型54-56
• 3.4.2 初始條件和邊界條件56
• 3.4.3 計算結(jié)果分析56-61
• 3.4.4 討論61
• 3.4.5 鉆孔抽采瓦斯三維數(shù)值模擬結(jié)論61-62
• 4 采動條件下瓦斯運移規(guī)律數(shù)值模擬62-70
• 4.1 數(shù)值模擬原理62-64
• 4.2 參數(shù)的確定64-66
• 4.3 采場幾何模型及網(wǎng)格劃分66-67
• 4.4 采動裂隙場中瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬分析67-69
• 4.5 采動裂隙場中瓦斯運移規(guī)律的數(shù)值模擬分析結(jié)論69-70
• 5 結(jié)論及展望70-72
• 5.1 主要結(jié)論及創(chuàng)新點70-71
• 5.1.1 主要結(jié)論70
• 5.1.2 主要創(chuàng)新點70-71
• 5.2 研究展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-78
• 附錄78-79
• A 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄78
• B 作者在攻讀學位期間參與的科研項目78
• C 作者在攻讀學位期間申請的專利78-79
• D 作者在攻讀學位期間獲得的獎勵79

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4 袁文生;閔學熊;;消振液壓模鍛錘的運動及力能分析[J];CMET.鍛壓裝備與制造技術(shù);1991年04期

5 任恩杰,后之明;大豆水法脫皮及其力學特性的研究[J];農(nóng)業(yè)機械學報;1992年02期

6 楊桂;叢莉珍;尚葆如;劉方龍;;復合材料三維整體編織結(jié)構(gòu)技術(shù)與特性[J];復合材料學報;1992年01期

7 張占海,魏克強;頂板砂巖力學特性分析與應用探討[J];同煤科技;1999年03期

8 陽佳中,楊駿六;巖鹽溶腔滲透率研究的一些進展[J];西南民族大學學報(自然科學版);2004年01期

9 梅德慶;孔天榮;陳子辰;;基于神經(jīng)元S型傳遞函數(shù)的磁流變阻尼器力學模型研究[J];功能材料;2006年05期

10 楊斌;練章華;王強;姚輝前;陳勇;;新一代旋轉(zhuǎn)可膨脹管系統(tǒng)力學特性研究[J];石油機械;2007年09期

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2 劉慶庭;區(qū)穎剛;卿上樂;王萬章;;甘蔗莖稈切割機理研究[A];農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新與建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)——2005年中國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會論文集第一分冊[C];2005年

3 康立軍;朱德仁;林崇德;蔡嘉芳;;綜放開采控頂區(qū)頂煤結(jié)構(gòu)力學特性研究[A];21世紀高效集約化礦井學術(shù)研討會論文集[C];2001年

4 于飛;;徐村水電站溢洪道邊坡3~#松散堆積體與基巖接觸面的力學特性研究[A];云南省巖土力學與工程學會學術(shù)會議論文集[C];1997年

5 周圍;童曉文;丁祖泉;;比較聚丙烯網(wǎng)片和雌性豬尿道壁力學特性:尿道下吊帶術(shù)治療SUI的力學機制[A];第四屆長三角婦產(chǎn)科學術(shù)論壇暨浙江省2009年婦產(chǎn)科學術(shù)年會論文匯編[C];2009年

6 李祖奎;趙金海;;深層巖石聲學與力學特性測試與應用研究[A];中國地球物理學會第二十屆年會論文集[C];2004年

7 嚴擁慶;蔡中;錢玉芬;;L型曲的變化對多曲方絲弓(MEAW)力學特性的影響[A];第四軍醫(yī)大學口腔醫(yī)院2004第七屆全國口腔正畸學術(shù)會議論文匯編[C];2004年

8 楊小林;王樹仁;王夢恕;;爆破對圍巖力學性質(zhì)和穩(wěn)定性的影響[A];第七屆全國工程爆破學術(shù)會議論文集[C];2001年

9 許蔚;姚學鋒;張以河;;SiO_2/Epoxy納米聚合物復合材料微納觀結(jié)構(gòu)特征與力學特性的實驗研究[A];中國力學學會學術(shù)大會'2005論文摘要集（上）[C];2005年

10 劉明霞;徐可為;;納米多層膜塑性變形及其Hall-Petch表征[A];第六屆中國功能材料及其應用學術(shù)會議論文集（10）[C];2007年

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1 糟永強 趙立疆;淺談公路邊坡穩(wěn)定與防護問題[N];伊犁日報(漢);2006年

2 記者 李學華;針頭大小的樣本就能診斷骨骼疾病[N];科技日報;2007年

3 肖英龍;汽車用高強度鋼板制造技術(shù)展望[N];世界金屬導報;2007年

4 李宏乾;立足高遠發(fā)展“拉脹”[N];中國化工報;2002年

5 王永強;李寧：用國際化保鮮80后[N];中國經(jīng)營報;2006年

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10 ;納米技術(shù)改變傳統(tǒng)涂料產(chǎn)業(yè)[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導報;2005年

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1 譚又華;細胞力學建模及其力學特性的表征[D];中國科學技術(shù)大學;2010年

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3 鄧濤;含瓦斯煤巖卸圍壓實驗及上解放層解放范圍的研究[D];重慶大學;2012年

4 翟盛銳;孔隙氣體對煤巖的蝕損規(guī)律及煤巖電磁輻射效應研究[D];中國礦業(yè)大學(北京);2012年

5 袁德奎;半圓型防波堤水動力學特性數(shù)值模擬的理論、方法和應用[D];天津大學;2004年

6 金淼;板料成形中拉深筋的力學性能及影響因素研究[D];燕山大學;2000年

7 宋關(guān)斌;肝癌細胞力學特性及其與細胞周期的關(guān)系研究[D];重慶大學;2002年

8 黃啟翔;卸圍壓條件下含瓦斯煤巖力學特性的研究[D];重慶大學;2011年

9 陳龍;碾壓混凝土壩空間漸變力學特性及安全監(jiān)控模型研究[D];河海大學;2006年

10 王俊光;水作用下油頁巖力學特性及巷道支護技術(shù)研究[D];遼寧工程技術(shù)大學;2012年

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1 李銘輝;采動條件下煤巖力學特性及瓦斯運移時空演化規(guī)律[D];重慶大學;2013年

2 段立群;含瓦斯煤巖破裂規(guī)律研究[D];黑龍江科技學院;2010年

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5 計招紅;考慮應力路徑變化的路基土的力學特性研究及工程應用[D];重慶交通大學;2008年

6 王龍庭;鉆井連續(xù)管力學特性研究[D];中國石油大學;2008年

7 孫玉平;鋼—混凝土疊合梁加勁梁懸索橋力學特性分析[D];西南交通大學;2005年

8 駱行文;循環(huán)荷載作用下再生混凝土力學特性試驗研究[D];武漢理工大學;2006年

9 程磊;凍結(jié)條件下巖石力學特性實驗研究及工程應用[D];西安科技大學;2009年

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  本文關(guān)鍵詞：采動條件下煤巖力學特性及瓦斯運移時空演化規(guī)律，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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