含瓦斯煤THM耦合模型的建立与分析

"陶云奇在含瓦斯煤THM耦合模型建立的研究中，结合弹性力学、渗流力学和传热学理论，提出了一种全新的数学模型，旨在揭示含瓦斯煤系统的渗流、变形和温度变化之间的复杂相互作用。这一模型基于9条基本假设，考虑了含瓦斯煤的应力场、渗流场和温度场的动态关系，对传统的煤层瓦斯渗流理论和流固耦合理论进行了拓展。" 在煤矿开采过程中，瓦斯的存在和迁移是一个重要的安全问题，因为瓦斯积聚可能导致爆炸。陶云奇的THM耦合模型（Thermo-Hydro-Mechanical）是一种全面分析这一问题的工具。THM分别代表热（Thermo）、水（Hydro）和力学（Mechanical），即温度、流体流动和结构变形三个关键因素。在模型建立的九条基础假设下，他构建了一个双向完全耦合的数学模型，这意味着这些因素不仅相互影响，而且这种影响是相互反馈的。 该模型中的应力场方程考虑了煤体在开采过程中受到的压力变化，渗流场方程则描述了瓦斯在煤层中的流动规律，而温度场方程则关注了开采活动引发的温度变化。这些方程结合定解条件，揭示了含瓦斯煤系统内部的动态平衡过程，包括压力分布、瓦斯流动路径以及温度分布等。 模型的应用对于理解和预测矿井中的瓦斯行为至关重要。通过模拟和分析，可以更好地预测瓦斯的释放趋势，预防可能的瓦斯灾害，同时也有助于优化开采策略，提高煤矿的安全性和经济效益。此外，这个模型对于理解煤层的应力状态、瓦斯排放规律以及热环境变化也有深远的理论价值。 陶云奇的这项工作不仅是对现有理论的补充，也是对实际工程问题的科学响应，为含瓦斯煤系统的复杂性提供了更为精确的描述，为未来的矿井安全管理和瓦斯控制技术提供了理论支持。在煤炭行业的研究中，这样的模型能够帮助研究人员更深入地了解和解决实际生产中的问题，提升煤矿安全生产水平。