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煤层瓦斯运移规律及固--气耦合动力学模型研究的任务书
一、研究背景与意义
中国是煤炭资源大国，而煤层瓦斯是煤炭开采中常见的有害气体之一，其排放量在煤炭开采过程中占据了重要地位。同时，煤层瓦斯是一种重要的清洁能源，开发利用煤层瓦斯不仅能够提高煤炭资源的综合利用率，还可以减少有害气体的排放，保护环境，具有良好的经济和社会效益。
煤层瓦斯的运移规律及固--气耦合动力学模型研究是煤层瓦斯开采过程中的重要研究方向。现有的煤层瓦斯运移模型多为经验模型或半经验模型，由于其基础理论不够严谨，模型精度低，难以对煤层瓦斯运移进行合理的预测和控制。因此，建立理论严谨、精度高、实用性强的固--气耦合动力学模型是当前煤层瓦斯运移规律研究的一个重要问题。
二、研究内容与目标
1.煤层瓦斯运移规律研究
从煤炭内部结构和性质出发，深入研究煤层瓦斯在煤层中的运移规律，建立起合理的数学模型。煤层瓦斯在煤层中的运移涉及到煤质、煤层孔隙结构、渗透性、压力等方面的因素，需要综合考虑这些因素之间的复杂相互作用。
2.固--气耦合动力学模型研究
在煤层瓦斯运移规律研究的基础上，建立起固--气耦合动力学模型，考虑到煤层瓦斯与固相颗粒之间的相互作用和影响，使得模型更加严密、可靠。在此基础上，进一步研究煤层瓦斯开采过程中的固--气耦合现象，探究固--气耦合对煤层稳定性和开采效果的影响。
3.实验研究
基于先前的煤层瓦斯运移规律与固--气耦合动力学模型的研究，进行一些实验验证。通过实验的手段，可以更直观地了解煤层瓦斯在真实情况下的运移特性，进一步检验和完善模型，提高其可信度和适用范围。
最终的目标是建立起一套完整的、理论严谨、数据可靠的固--气耦合动力学模型，在对煤层瓦斯运移进行准确预测的基础上，对煤层瓦斯开采过程中的固--气耦合进行评价与控制，提高煤层瓦斯资源的综合利用效率和环保效益。
三、研究方法和技术路线
1.煤层瓦斯运移规律研究
①实验研究：采用常见的煤样制备技术，在实验室条件下，研究不同渗透率、孔隙度等条件下煤层瓦斯的运移规律；
②数值模拟：建立煤层瓦斯运移的数学模型，进行计算分析，通过与实验结果比对来验证模型的准确性。
2.固--气耦合动力学模型研究
①建立固相颗粒和气体之间相互作用模型；
②将现有的煤层瓦斯运移模型和固相颗粒模型结合起来，优化探究固--气耦合动力学模型；
③计算机模拟和理论分析相结合，对模型进行评估和验证。
3.实验研究
①基于实验条件，模拟不同场地的煤层瓦斯开采过程；
②通过各种手段，对煤层瓦斯开采过程中固--气耦合现象的变化进行实验观测、参数测定和数据分析；
③取得实验数据，建立实验数据的采集和管理系统，形成可持续性的实验研究平台。
四、预期成果
1、建立完整的煤层瓦斯运移规律及固--气耦合动力学模型，获得相对较高的精度和可靠性。
2、建立煤层瓦斯运移规律及固--气耦合动力学模型的实验研究平台，进行实验验证。
3、开发煤层瓦斯开采领域的理论与技术交流平台，提高煤层瓦斯资源的综合利用效率和环保效益。
五、研究意义和应用价值
1、深刻认识到煤层瓦斯运移规律及固--气耦合动力学模型的研究，对煤层瓦斯的科学开发和资源利用具有重要意义。
2、建立煤层瓦斯运移规律及固--气耦合动力学模型，对于开发煤层瓦斯资源、提高煤层瓦斯采收率以及保障煤层开采过程中的安全和环保方面具有重要的应用价值。
3、研究成果的应用能够促进我国清洁能源的发展，进一步增强我国能源领域的核心竞争力，提高能源领域产业的发展质量和效益水平，对我国能源安全和经济发展有着重要的意义。