基于解吸热效应的煤与瓦斯热流固耦合模型及其应用研究的任务书.docx

基于解吸热效应的煤与瓦斯热流固耦合模型及其应用研究的任务书
一、研究背景及意义
煤与瓦斯突出事故是我国煤矿生产中常见的一种事故，长期以来都是煤矿安全事故的重灾区之一。在矿井突出事故中，煤与瓦斯体积发生突然剧烈变化，造成突出区域煤层的破裂、瓦斯的释放和爆炸，给人们带来极大的安全隐患。研究煤与瓦斯的热流耦合机理，对于预防煤与瓦斯突出事故的发生，提高煤矿的生产安全具有重要的意义。
煤与瓦斯热流固耦合是指煤层与瓦斯之间的相互作用，随着煤层的变形和瓦斯的运移，会产生一定的热量，同时煤层和瓦斯的物理特性也会受到相应的影响。解吸热效应是指煤层中的瓦斯分子在从煤层中逸出的过程中，从煤层中吸取一定的热量，这一现象会导致煤层的温度升高，煤层的变形和煤炭的物理特性都会发生相应的变化。因此，从解吸热效应入手，研究煤与瓦斯热流固耦合模型，对于探究煤与瓦斯突出事故的机理，提高煤矿生产的安全水平具有重要的意义。
二、研究内容及方法
本研究将以煤与瓦斯突出事故为背景，从解吸热效应入手，探究煤与瓦斯的热流固耦合机理。具体研究内容如下：
1.煤与瓦斯解吸热效应的理论研究。考察煤与瓦斯的物理特性，探究煤层中的瓦斯解吸过程，并分析瓦斯解吸所释放的能量，理论研究解吸热效应对煤层温度的影响。
2.煤与瓦斯热流固耦合模型的建立。建立煤与瓦斯的热流固耦合模型，从解吸热效应入手，分析煤层中的热传递和热稳定性，并探究瓦斯逸出对煤层温度的影响。
3.室内试验研究。采用模型试验的方法，验证煤与瓦斯热流固耦合模型的正确性和可靠性，进一步分析解吸热效应对煤层温度、瓦斯释放和瓦斯稳定性的影响。
4.应用研究。以某煤矿为例，针对实际工况，运用已建立的煤与瓦斯热流固耦合模型，对突出区域进行热力学分析，探究解吸热效应对突出事故的影响，并提出相应的治理方案。
三、预期成果
本研究的预期成果如下：
1.煤与瓦斯解吸热效应的理论分析，对研究煤与瓦斯热流固耦合机理具有指导意义。
2.建立煤与瓦斯热流固耦合模型，对于探究煤与瓦斯突出事故机理，提高煤矿生产安全水平具有重要的意义。
3.通过室内试验，验证了所建立的煤与瓦斯热流固耦合模型的正确性和可靠性。
4.通过对某煤矿突出事故的应用研究，提出了相应的治理方案，为煤矿安全生产提供了有益的参考。
四、研究计划及进度安排
1.第一年：煤与瓦斯解吸热效应理论研究。了解煤与瓦斯的物理特性，深入分析煤层中的瓦斯解吸过程，并剖析解吸热效应对煤层温度的影响，完成论文的文献综述部分。
2.第二年：煤与瓦斯热流固耦合模型建立。建立煤与瓦斯的热流固耦合模型，从解吸热效应入手，分析煤层中的热传递和热稳定性，并探究瓦斯逸出对煤层温度的影响，并完成论文的模型部分。
3.第三年：室内试验研究及应用研究。完成室内试验，验证煤与瓦斯热流固耦合模型的正确性和可靠性。并通过应用研究探究突出事故发生机理，提出相应的治理方案，并完成论文的实验和应用部分。
4.第四年：整理分析数据，撰写论文并撰写重要学术成果论文，准备学术报告和参加相关学术会议。完成论文的整理、格式、定稿、检查等工作，顺利完成博士论文的答辩及学位授予程序。
五、研究经费估算
本研究的经费估算如下：
1.煤与瓦斯解吸热效应理论研究：30万元。
2.煤与瓦斯热流固耦合模型建立及室内试验研究：60万元。
3.应用研究及学术交流：10万元。
4.论文撰写及出版：10万元。
总计100万元。