Sun模型及其应用(煤层气越流固气耦合模型及可视化模拟)

第1章 张量数学简介
1．1 指标法
1．1．1 正交坐标系的坐标变换
1．1．2 自由指标与哑指标
1．1．3 指标法的运算
1．1．4 方向余弦
1．2 张量的变换法则
1．2．1 标量、矢量、张量
1．2．2 二阶张量的运算法则
1．2．3 方向余弦张量、各向同性张量
1．2．4 商法则与缩并
1．3 二阶张量的主值与主轴
1．3．1 主值
1．3．2 主轴
1．4 高阶张量
1．4．1 置换符号
1．4．2 四阶各向同性张量
第2章 地下煤层气运移理论研究进展
2．1 煤层气渗流力学研究现状
2．1．1 线性煤层气流动理论
2．1．2 非线性煤层气流动理论
2．1．3 地物场效应的煤层气流动理论
第3章 煤层气越流场的可视化模拟
9．1 煤层气越流场数值分析结果的可视化
9．2 双煤层系统煤层气越流场的3一D数据场
9．3 均质煤层越流场孔隙压力分布的3一D立体图
9．4 均质煤层越流场孔隙压力分布的2一D等值线图
9．5 非均质煤层越流场孔隙压力分布的3一D立体图
9．6 非均质煤层越流场孔隙压力分布的2一D等值线图
9。7 小结
第4章 结论与展望
10．l 主要成果与结论
10．2 展望
附录A
附录B
附录C
参考文献
SUMMARY
后 记

第2章 地下煤层气运移理论研究进展
从世界能源资源分布而言，煤炭资源的开采及利用仍将长期占主导地位，在我国地下煤层的赋有中以煤层群分布为主，因而煤层群开采在我国采煤工程中占了主导地位。为适应我国国民经济的快速发展，煤炭资源的开采强度和深度也与日俱增。赋存在煤层中的煤层气(瓦斯)既是资源。又是威胁煤矿安全生产的严重灾害源之一。长期以来，安全采煤和有效地开发利用煤层气的研究，一直受到全世界采矿界及其相关学科的高度重视，并为之付出了巨大的努力，但迄今这一问题仍是现代采矿工程技术研究的热点之一。
在地下煤层群开采中，由于采动的影响，导致采场矿山压力重新分布，结果使煤层群之间的岩层(弱透气夹层)产生了通气的微裂纹或微裂隙。在煤层气压力梯度作用下，邻近煤层气会越过弱透气夹层向开采煤层的采场及其采空区渗流并涌出，这样便产生了多煤层的煤层气越流场。本书所讨论的煤层气越流场系指两层及以上的多煤层之间夹有弱透气层，以煤层气气体越流形式发生动力联系的流体动力变化的空间范围。在煤层群开采中，如何应用计算机动态地定量分析和模拟煤层气越流场内的煤层气压力分布及采场煤层气涌出规律等，以发展煤层群开采中的煤层气控制技术，保证其安全生产，这是现代采矿工程及安全技术中迄今尚未解决的重要问题之一。
从煤矿安全技术工程出发，在煤与瓦斯(煤层气)突出的矿井中，开采煤层群时必须首先开采保护层(解放层)。煤矿生产实践表明，开采保护层是预防煤与瓦斯突出的最有效的区域性治理措施之一。我国《煤矿安全规程》规定，凡有保护层开采条件的突出矿井，一般都必须把保护层开采作为主要的区域性防突技术。但是，由于目前人们对多煤层系统煤层气越流理论缺乏深入的认识，虽前人曾对保护层开采技术作出过系统的定性分析，但对保护层开采技术的作用机理认识仍不完善，且尚有许多基础理论问题未获解决，如目前人们还未建立煤层气越流场越流动力模型，导致了无法应用计算机来动态模拟，以确定保护层开采的有效保护空间范围，也难以预测保护层和被保护层内各层煤层气压力的瞬时分布及其变化规律，更难以预测保护层开采中采场煤层气涌出规律，等等。因而，目前只是通过现场考察来经验地划定保护层的有效保护空间范围，既费人力和财力，又费时间，且经验参数还缺乏普遍意义，往往不能迅速满足矿井设计和安全生产的急需。尽管近年来国内外学者已关注到对保护层开采技术的理论认识，但都还未注意对 ……