【摘 要】
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为能够利用煤体温度参数预测预防煤矿井下的煤与瓦斯突出等灾害提供理论依据,本文设计了利用红外辐射测温仪测定煤样在单轴加载过程中的红外辐射温度变化的实验,并结合实验进行了理论分析。在岩石力学、瓦斯渗流力学以及热力学等学科的基础理论上,建立了含瓦斯煤的热-流-固耦合数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件模拟了含瓦斯煤在单轴加载的过程,得到了煤体温度变化的规律。通过将实验与相应模拟结果
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为能够利用煤体温度参数预测预防煤矿井下的煤与瓦斯突出等灾害提供理论依据,本文设计了利用红外辐射测温仪测定煤样在单轴加载过程中的红外辐射温度变化的实验,并结合实验进行了理论分析。在岩石力学、瓦斯渗流力学以及热力学等学科的基础理论上,建立了含瓦斯煤的热-流-固耦合数学模型,并利用COMSOL Multiphysics软件模拟了含瓦斯煤在单轴加载的过程,得到了煤体温度变化的规律。通过将实验与相应模拟结果对比,得到煤体内初始气体压力为0.1MPa时实验与模拟结果比较吻合,验证了所建模型在一定程度上的正确性,同时在该模型的基础上对煤体其他可能影响温度变化的因素进行模拟分析,主要包括含瓦斯煤体内初始瓦斯压力、煤的杨氏模量以及煤的初始孔隙率,研究结果显示:（1）随着含瓦斯煤中初始瓦斯压力的增加煤体表面温度变化总体呈下降趋势,其中当瓦斯压力为0.1MPa时,温度曲线为升高走势且最大升高为0.2℃左右;瓦斯压力升高为0.2MPa至0.5MPa之间时,温度曲线先降低后升高,但最终结果仍为下降;瓦斯压力大于0.5MPa时,温度曲线持续降低,其中当瓦斯压力为1.5MPa时最大降温幅度达到2.46℃。（2）煤的杨氏模量影响煤的温度变化,其中煤的杨氏模量越大,在单轴压缩过程中含瓦斯煤体温度下降过程中反作用效果越明显,并且会使得初始瓦斯压力在0.2MPa至0.5MPa之间的含瓦斯煤温度曲线出现拐点的时间提前。（3）随着煤体孔隙率的降低,煤体在单轴压缩过程中温度变化程度较小,而温度曲线出现分叉的时间提前出现,大约在压缩前期2min左右。（4）通过对比不同影响因素对温度变化的影响,得到在含瓦斯煤的单轴加压模拟中影响煤体温度变化程度大小的关系为:煤体内初始瓦斯压力＞煤的杨氏模量＞煤体初始孔隙率。
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