预热增压燃烧特性：低浓度瓦斯在多孔介质中的模拟研究

"矿井低浓度瓦斯在多孔介质内预热增压燃烧特性研究" 本文探讨了矿井低浓度瓦斯在多孔介质（如泡沫陶瓷）中的预混燃烧特性，通过数值模拟方法深入研究了预热和增压条件对瓦斯燃烧的影响。预热和增压是提高低浓度瓦斯燃烧效率的有效手段，因为它们可以改变可燃气体的温度分布和化学反应速率。当预热温度增加时，气体温度变得更加均匀，这有助于提高燃烧效率，促进化学反应的快速进行。同时，预热温度也显著影响贫燃极限，即气体能够维持稳定燃烧的最低氧气浓度。然而，压力对多孔介质内可燃气体的贫燃极限影响较小。 在讨论中，文章提到了一个与裂纹扩展相关的力学问题，这是在水力压裂过程中出现的现象。水力压裂是一种常用于开采石油、天然气或强化瓦斯抽采的技术，它涉及高压水流在地层中创建裂缝。文章指出，水力压裂过程经历了三个阶段：水气压缩微损伤阶段、弹性变形阶段和破坏阶段。在这一过程中，孔壁经历了拉伸和压缩两种主要变形，这些变形与裂纹扩展紧密相关。利用断裂力学原理，文章证明了拉伸变形处裂纹扩展的趋势，这与实验观察到的结果一致，对于理解孔壁破裂行为具有重要意义。 文章引用了多篇相关文献，包括冯彦军和康红普关于水力压裂起裂与扩展的分析，马帅等人关于水力压裂技术在瓦斯抽采中的应用，姜福兴等人对煤层超高压定点水力压裂防冲试验的研究，李哲等人关于高压注浆渗流数学模型的探讨，以及刘官厅关于弹性与断裂力学复变方法的研究进展。 这项研究揭示了预热和增压如何影响矿井低浓度瓦斯的燃烧性能，并提供了对水力压裂过程中孔壁变形和裂纹扩展的理论解释，这对于优化矿井瓦斯利用和改善采矿安全具有重要价值。作者吴浩，作为硕士研究生，专注于矿山压力与岩层控制领域的研究，他的工作为这一领域带来了新的洞察。