【摘 要】
:
能源短缺是人类社会发展面临的长期问题,煤炭资源是保障我国能源安全的重要一环,深部低热值煤炭因开采成本高、地质条件复杂,传统开采方式很难保证经济效益,益采用煤炭地下气化和液化、煤层气注入开采等新的开采工艺。采用这种开采方法时,煤均处于受热流固化耦合中,高温作用下孔隙发育,其渗流、力学特性发生较大变化。围绕这一课题,本文开展了一些初步研究,得到如下结论:(1)利用马弗炉加热煤样,并结合压汞实验、渗透率
论文部分内容阅读
能源短缺是人类社会发展面临的长期问题,煤炭资源是保障我国能源安全的重要一环,深部低热值煤炭因开采成本高、地质条件复杂,传统开采方式很难保证经济效益,益采用煤炭地下气化和液化、煤层气注入开采等新的开采工艺。采用这种开采方法时,煤均处于受热流固化耦合中,高温作用下孔隙发育,其渗流、力学特性发生较大变化。围绕这一课题,本文开展了一些初步研究,得到如下结论:(1)利用马弗炉加热煤样,并结合压汞实验、渗透率测量实验将煤样的孔隙结构划分,得到了煤的质量损失、孔隙率变化、各孔型的孔隙结构等数据,从细观角度研究了煤高温下热解孔隙演化特征,发现300℃为阈值,300℃前煤体物理力学性质变化平缓,300℃后变化明显。(2)利用单轴试验研究了小尺寸((?)50×100mm)煤体的单轴压缩情况并获得了应力—应变曲线,结合孔隙结构分析了在不同温度下热解后煤样孔隙发育对煤样压缩变形特性的影响,煤体变形主要受轴向应力和煤体的原生孔隙裂影响,而随着温度的改变、煤体热解,孔隙的高度发育加速了这个过程。(3)通过实验研究了煤体在高温后压缩作用下的变形特征、弹性模量、抗压强度等的演化规律,考虑了骨架有效面积下的弹性模量,定义了真弹性模量并给出了计算方法,分离出完全弹性变形与多孔塑性压缩变形,建立了多孔塑性变形的硬化模型,并通过COMSOL Multiphysics数值计算与实验结果对比,验证了模型的合理性。(4)依据霍林河矿区煤层进行了开采模拟,利用热流固耦合控制方程,通过COMSOL Multiphysics软件中渗流方程、多孔介质传热方程、固体力学方程结合煤体弹塑性模型进行计算获得了煤层温度场、渗流场以及应力场的变化规律,分析了煤岩上覆岩层运移沉降的规律,沉降量随开采时间向开采方向推进并增加,且距煤层竖直距离越小,岩层沉降受到影响越大。
其他文献
裂隙岩体渗流的主要通道为裂隙,非饱和渗流是裂隙渗流中较为复杂且常见的一种渗流形式,在边坡工程、油气藏二次开发、高放射性核废料深埋处置、CO2地质封存等重要工程中均涉及裂隙非饱和渗流问题。单裂隙是岩体裂隙网络的基本组成单元,探究单裂隙非饱和渗流特性是研究裂隙岩体非饱和渗流的基础。近几十年来,学者们意识到应力与渗流之间存在复杂的耦合作用,并且应力-渗流耦合问题已成为岩土工程领域的研究热点。然而由于单裂
边坡岩体质量评估依赖于结构面的分布,对岩土工程边坡稳定性评价有重要参考意义。结构面网络模拟作为现场测量的逆过程,能通过统计方法对岩体内部的结构特征合理估计,能直观展现岩体内部的结构面分布情况,具有地面勘探、理论推导、模型试验等方法难以比拟的优势。然而传统的结构面网络模拟依赖于现场的人工采样统计,在面对高陡边坡、或其他人力难及的地形时,其结果将出现较大偏差。现今可以利用三维激光扫描等遥感技术获取比现
深基坑工程是一项复杂的工程,它涉及了施工、结构、岩土等多个不同的工程领域。从场地的勘探测量开始,到根据工程概况分析周边环境,进行基坑支护设计和计算,实行动态监测方案,到最后的工程竣工验收,都伴随着基坑破坏和各类导致事故的风险,需要工程人员各司其职,集合力量完成支护工程。基坑工程具有不确定性和较强的个性,我们必须运用科学的手段,找出合适的解决方案来达到基坑安全、成本合理且质量可靠等目的。本文以杭州地
微纳结构功能表面研究是表面工程领域的热点方向。本文通过在区熔硅表面构筑微纳结构能够有效改善其表面透射率、浸润性,拓展其在长波红外领域的应用。本文基于薄膜增透理论及等效介质理论计算出硅表面微纳结构的几何参数,然后在此基础上通过有限元仿真对上述结构建立了光学模型并进行了模拟;基于浸润性理论建立了数学模型;通过自由基等离子体源(Radical Plasma Source,RPS)刻蚀技术和低能离子束刻蚀
结构光三维测量技术,作为一种新型的三维测量技术,以其结构简单、精度高、量程大、实时性好等优点在三维测量领域处于十分重要的地位,并广泛地运用到工业设计和生产之中。本论文基于夫琅禾费远场衍射理论,结合Dammann光栅工作原理和设计方法、激光光束整形原理及相关算法,分别设计可产生3×3、5×5、7×7和9×9四种类型点阵结构光的衍射结构,并利用液晶空间光调制器(LCSLM)进行了实验验证。数值模拟及光
复杂的环境背景通常会影响人们对目标信息的获取与判断,针对不能直接观测的目标,人们无法从中有效地识别目标特征。在这样的前提下,对于隐藏在散射介质后的目标,它所成的散斑像是无法直接识别目标信息的,但是散斑图像中携带着大量与目标表面物理特性有关的信息,即包含目标的特征信息,这些信息可以作为对隐藏目标进行识别的依据。通过对目标的散斑图像进行识别,可以在医学检测、天文观测、目标探测等领域发挥巨大作用。本课题
随着市场发展的需求不断提高,全天时探测器在日常生活中的应用日益广泛。全天时探测器顾名思义就是可以实现白天和黑夜全天时成像,在日常生活和国防军事中起着重要作用。为了达到全天探测成像的目的,现有的成像系统多采用可见光与红外波段分光路的形式实现两路光单独成像。白天成像采用的可见光系统与夜间成像的红外系统分开工作,只能工作于单一波段,并不能包含超宽光谱的全波段。目标经成像系统单独成像以后再通过计算机的图像
基坑渗漏是威胁其安全和稳定性的最主要的因素之一,特别是对于深基坑工程,由强、弱透水性土层交互的形式分布所形成的微承压水层,水头大,水量多,严重威胁基坑围护结构的安全和稳定性。目前常用的渗漏检测方法各有优缺点,尚缺少一种可对基坑渗漏隐患进行快速检测的技术。本文基于盐度传感的技术,选取盐作为示踪剂,通过自主研发的模型试验系统进行室内模型试验,并采用有限元软件COMSOL Multiphysics开展数
<正> "辨症论治"是中医在施治过程中的特点,也是祖国医学独到之处.虽属同一水肿,但它们所出现症象,在本质上有所不同,在我们的治疗中,发现12个病例,就有各种不同的"主象",为此,我们把它分为表实型、里实型、中毒型、血热型、湿热型、脾肾阴虚型、脾虚型等,以便作为治疗措施的方针.现在把经过情况写在下面,以供参考.二、1.最近所治疗的12例水肿病,入院时均经
随着工业民用建筑、基础设施等需求日益扩大,推动着大量的建造、翻新、拆卸等工程活动,暴露出粗放式的耗能耗材、大量建筑垃圾产生等工程问题亟待解决。利用再生资源代替天然资源,提高废弃物资源的再利用,研发绿色建材并借助3D打印建筑技术的各项优势来推动可再生绿色建材的工程应用,可以有效缓解资源枯竭和建筑垃圾污染环境等问题。目前,关于3D打印混凝土材料的研究已经开展了大量的工作,但现有的打印混凝土材料多以天然