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基于热流固耦合的瓦斯抽采数值模拟研究的中期报告
摘要：本研究基于热流固耦合理论，结合数值模拟方法，对瓦斯抽采过程中的温度场、应力场和瓦斯动态行为进行了研究。通过建立瓦斯抽采区域的数值模型，模拟了抽采过程中温度场、应力场和瓦斯动态行为的变化规律。结果表明，瓦斯抽采过程中产生的温度场和应力场会对煤体结构造成一定程度的破坏，同时也会对瓦斯抽采效果产生影响。在瓦斯抽采初期，瓦斯的释放量较大，但随着时间的推移，瓦斯释放量逐渐减少。本研究为瓦斯抽采过程的优化设计和安全生产提供了理论参考。
关键词：瓦斯抽采；热流固耦合；数值模拟；温度场；应力场；瓦斯动态行为；安全生产
第一部分：研究背景和目的
煤炭资源是我国的重要能源资源之一，瓦斯抽采是一种重要的采煤方式。然而，瓦斯抽采过程中，由于煤体的结构和性质的改变，会产生温度场和应力场等效应，瓦斯抽采效果和安全性也受到影响。因此，探究瓦斯抽采过程中温度场、应力场和瓦斯动态行为的变化规律具有重要意义。
本研究旨在基于热流固耦合理论和数值模拟方法，对瓦斯抽采过程中的温度场、应力场和瓦斯动态行为进行研究，为瓦斯抽采过程的优化设计和安全生产提供理论参考。
第二部分：研究方法和流程
1.碳氢化合物燃烧过程数值模拟
建立碳氢化合物燃烧数值模型，包括热力学模型、质量传递模型、催化模型和燃烧动力学模型等。
2.煤体热力学性质测试与分析
采用差示扫描量热仪（DSC）对煤体的热力学性质进行测试，包括煤体热容、热导率和导热系数等。
3.瓦斯抽采数值模拟
建立瓦斯抽采过程中煤体的数值模型，并采用FLAC3D软件对模型进行数值模拟，计算温度场、应力场和瓦斯动态行为等参数，并分析其变化规律。
第三部分：研究进展及初步成果
1.煤体热力学性质测试
通过DSC测试，得到了不同温度下煤体的热容、热导率和导热系数等热力学性质数据。
2.瓦斯抽采数值模拟
通过建立瓦斯抽采区域的数值模型，并采用FLAC3D软件对模型进行数值模拟，得到了温度场、应力场和瓦斯动态行为等参数的变化规律。
3.初步成果
瓦斯抽采过程中产生的温度场和应力场会对煤体结构造成一定程度的破坏，同时也会对瓦斯抽采效果产生影响。在瓦斯抽采初期，瓦斯的释放量较大，但随着时间的推移，瓦斯释放量逐渐减少。
结论：
本研究通过基于热流固耦合理论的数值模拟研究，探究了瓦斯抽采过程中的温度场、应力场和瓦斯动态行为等参数的变化规律。结果表明，瓦斯抽采过程中产生的温度场和应力场会对煤体结构造成一定程度的破坏，同时也会对瓦斯抽采效果产生影响。本研究为瓦斯抽采过程的优化设计和安全生产提供了理论参考。