基于体积应变的含瓦斯煤体渗透特性采动响应研究

该研究论文深入探讨了"基于体积应变的含瓦斯煤体渗透特性研究"。作者赵灿通过对理论分析、数值模拟和现场试验的综合运用，旨在揭示含瓦斯煤体在开采活动中的渗透率变化规律。论文的出发点是理解煤体渗透特性的采动响应特征，即如何在开采过程中，如煤层开采、煤体膨胀变形等影响下，渗透率会发生怎样的动态变化。 研究中，作者利用孔隙率的定义以及Kozeny-Carman方程作为理论工具，构建了一个基于体积应变的煤体渗透率采动响应模型。这个模型考虑了煤体内部的微观结构，特别是其随外部应力（如采动）而发生的体积应变变化，以此来预测和模拟煤层开采过程中渗透率的演变。 通过COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟，研究人员能够观察到煤体渗透率随开采过程的动态行为。结果显示，采动是决定煤体渗透率的关键因素，当工作面接近时，煤体的体积应变会增大，导致渗透率随之增加，直至工作面附近达到峰值。此外，研究还发现，同一距离工作面的回风巷侧，相比于运输巷侧，煤体的瓦斯流量通常更高，这是因为靠近工作面的煤体由于压力和体积变化，其渗透性更为显著。 该论文的研究不仅提供了关于含瓦斯煤体渗透特性的重要见解，也为矿井瓦斯防治和安全管理提供了有价值的理论支持。它强调了在设计开采策略和实施安全措施时，必须充分考虑煤体的动态响应，以确保有效控制瓦斯排放并保障开采过程的安全。这篇研究对于煤炭行业的实践者和学者来说，具有重要的参考价值，有助于提升采掘技术的科学性和安全性。