高压水射流冲击煤体损伤的数值模拟研究

为研究高压水射流破煤过程中煤体的损伤状态及压力的分布状态,论文采用J-H-C含损伤本构模型,水射流采用Bridgman状态方程,通过拉格朗日-欧拉有限元法模拟计算高压水射流冲击煤体的损伤机制,得出了煤体在高压水射流冲击作用下不同时刻的损伤变化情况。结果表明,煤体在高压水射流作用下,在接触点两边形成"肺叶状"负压力区,煤体所受压力逐渐减小;冲击速度和产生的损伤随时间变化逐渐减小,损伤主要集中于坑洞底部。     

复采煤层孔隙结构变化及自燃特性研究

为了研究复采煤层的自燃发火规律,采用程序升温实验与低温液氮吸附实验,对复采与原生煤样的孔隙结构和自燃特性进行实验研究。研究表明,由于复采煤样前期的开采破坏,复采煤样的微孔以及小孔所占百分比增大4.395%,比表面积是原生煤样的1.48倍。复采与原生煤样均出现滞后现象,但在相同压力时,复采煤样剩余吸附量与吸附量之差要大于原生煤样,复采煤样最大吸附量也要多于原生煤样。此外,复采煤样也拥有更多墨水瓶孔,最终导致复采煤样吸附氧的能力要大于原生煤样,氧化反应更加剧烈,更易自燃发火。宏观表现为复采煤样产生的CO浓度以及耗氧速率均高于原生煤样。