基于H-B准则的含瓦斯煤流固耦合动态模型与数值模拟研究
基于煤岩体几何方程、平衡方程,结合有效应力原理及基于H-B准则的弹塑性本构方程,建立了含瓦斯煤变形场方程;联立孔隙率与渗透率动态变化方程、瓦斯渗流场方程,并确定定解条件,构建了含瓦斯煤流固耦合动态模型;采用COMSOL软件对模型进行解算,研究了不同GSI值条件下的煤层钻孔周围煤体应力分布规律.研究表明:在相同GSI值下,最小主应力在钻孔的顶、底部区域的卸载范围更大、卸载程度更广;而在钻孔的左右两侧,在最小主应力卸载的大部分范围内,最大主应力在很大范围内存在中等或较强的压应力集中现象,煤体更易发生失稳破坏.随着距钻孔中心距离的增大,孔周煤体在水平方向的垂向应力逐渐增大至某一峰值(应力集中)后逐渐减小,水平应力逐渐增大,两者最终均趋于原岩应力状态;GSI值越大,孔周煤体应力集中程度越大,应力集中范围越小,反之亦然.
含瓦斯煤 流固耦合 应力分布 数值模拟
韩颖 张飞燕 杨志龙
河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作,454000;中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心,河南焦作,454000 河南理工大学安全科学与工程学院,河南焦作,454000;河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地,河南焦作,454000 铜川市耀州区煤炭管理局,陕西铜川,727031
国内会议
安徽淮北
中文
454-465
2017-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）