煤田火區(qū)裂隙滲流耦合動力學

前言
1 緒論
1.1 煤火災害現(xiàn)狀及研究意義
1.1.1 世界各國
1.1.2 中國
1.1.3 研究意義
1.2 國內(nèi)外研究動態(tài)及發(fā)展趨勢
1.2.1 煤巖體和巖土體熱破壞過程研究
1.2.2 煤田火區(qū)煤巖體裂隙滲流特性研究
1.2.3 煤田火區(qū)煤巖體流-固-熱耦合數(shù)學模型
1.2.4 問題的提出
1.3 研究的主要內(nèi)容
參考文獻

2 煤田火區(qū)煤巖體裂隙場多場耦合過程基礎理論研究
2.1 煤巖體溫度場
2.1.1 煤氧復合作用及其熱效應
2.1.2 煤燃燒化學場
2.2 煤巖體裂隙場
2.2.1 溫度應力
2.2.2 煤巖體熱損傷演化
2.2.3 煤體燃燒后上覆巖層形成垮落裂隙
2.3 煤巖體滲流場
2.3.1 熱力風壓
2.3.2 氣體非穩(wěn)態(tài)滲流
2.4 煤田火區(qū)煤巖體多場耦合作用過程
2.4.1 煤火災害的熱動力特性
2.4.2 煤巖體多場耦合作用的熱力學過程
參考文獻

3 煤巖體熱破壞裂隙擴展CT實驗研究
3.1 煤巖樣CT掃描實驗方法
3.1.1 CT掃描原理
3.1.2 實驗裝置
3.2 實驗條件與過程
3.2.1 試樣選取與制備
3.2.2 試驗過程
3.3 煤巖熱破壞裂隙擴展特征
3.3.1 無煙煤試樣熱破壞裂隙演化特征
3.3.2 泥巖試樣熱破壞裂隙演化特征
3.4 三維重建及其裂隙擴展分布
3.4.1 無煙煤試樣熱破壞裂隙演化規(guī)律
3.4.2 泥巖試樣熱破壞孔裂隙演化規(guī)律
參考文獻

4 煤田火區(qū)煤巖體破壞的熱固耦合模型及數(shù)值模擬
4.1 煤巖體材料屬性
4.2 耦合數(shù)學模型及有限元分析
4.3 熱固耦合作用下煤巖體熱破裂數(shù)值模擬
4.3.1 數(shù)值模擬的物理力學參數(shù)
4.3.2 砂巖的裂隙擴展分布
4.3.3 煤的裂隙擴展分布
4.3.4 煤巖組合體的裂隙擴展分布
參考文獻

5 煤巖體全應力應變過程的滲透性試驗研究
5.1 實驗裝置及原理
5.1.1 瞬態(tài)法實驗原理
5.1.2 Darcy流的滲透性
5.1.3 非Darcy流的滲透性
5.2 煤巖體單軸和三軸應力應變特征
5.2.1 煤巖體單軸應力應變
5.2.2 煤巖體三軸應力應變
5.3 煤巖體在溫度影響下的三軸應力應變特征
5.4 煤巖體全應力應變過程滲透試驗
5.4.1 實驗程序及步驟
5.4.2 煤樣的滲透特性
5.4.3 煤樣非Darcy流滲透性
參考文獻

6 煤田火區(qū)煤巖體熱-流-固多場耦合動力學模型
6.1 煤田火區(qū)煤巖體雙重孔隙介質(zhì)屬性
6.2 煤田火區(qū)煤巖體熱-流-固多場耦合動力學機制
6.2.1 基本假定
6.2.2 煤巖體熱-固-流耦合數(shù)學模型及邊界條件
6.3 裂隙氣體滲流動力學分析
6.3.1 齊次數(shù)值解法
6.3.2 非齊次柯西解法
參考文獻

7 烏達煤田火區(qū)演化發(fā)展過程數(shù)值模擬
7.1 工程背景
7.1.1 烏達煤田概況
7.1.2 含煤地層
7.1.3 煤火特征
7.2 模型的建立
7.2.1 模擬思路
7.2.2 模型構建
7.2.3 網(wǎng)格劃分
7.2.4 物理參數(shù)選擇
7.2.5 邊界條件確定
7.3 數(shù)值模擬及結果分析
7.3.1 應力應變 位移場分布
7.3.2 垮落前后的位移場變化
7.3.3 溫度場 應力場隨時間的變化
7.3.4 流場分布

參考文獻
8 烏達煤田火區(qū)監(jiān)測結果及分析
8.1 煤火成因
8.2 高光譜熱紅外遙感監(jiān)測
8.2.1 紅外光譜
8.2.2 高光譜遙感成像特點
8.2.3 烏達煤火遙感監(jiān)測
8.3 測氡法探測
8.3.1 探測原理
8.3.2 測氡方法及儀器裝置
8.3.3 烏達6號火區(qū)探測結果
8.4 紅外線測溫結果
8.5 裂隙間距
參考文獻