含瓦斯煤岩体固-气-热耦合数值分析

摘要

随着煤矿开采深度的增加,研究煤岩体中多因素相互耦合作用的特点和规律尤为重要。结合所建立的含瓦斯煤岩体的多物理场耦合数学模型,利用COMSOL软件进行数值求解,通过设定一定的物理参数和边界条件构建物理模型,进行多物理场耦合研究。结果表明:在煤壁刚暴露的瞬间,工作面空间瓦斯浓度急剧增大,但随着时间的推移又慢慢变小。瓦斯压力随着载荷的增大而增大,其原因是孔隙率和渗透率随载荷的增大而降低所导致。在瓦斯压力大、透气性低的煤岩体中,瓦斯压力梯度最容易在掘进面附近区域升高,从而造成煤与瓦斯突出的发生。