微通道中CH4流動(dòng)的分子動(dòng)力模擬研究.pdf

1、我國(guó)煤層氣資源極為豐富，作為一種熱值高，無污染的潔凈能源，是21世紀(jì)天然氣新興的接替能源。盡管全國(guó)抽采煤層氣量逐年增長(zhǎng)，但抽采率卻依然很低。有一重要原因就在于對(duì)煤層氣的運(yùn)移規(guī)律還沒有完全的掌握。
　　煤層氣流動(dòng)理論工作的主要目的在于闡明煤層氣流動(dòng)本質(zhì)，解釋礦井中瓦斯涌出的現(xiàn)象和本質(zhì)。由于礦井瓦斯的涌出對(duì)生產(chǎn)和安全有極大影響，因此掌握礦井瓦斯的涌出規(guī)律，可預(yù)測(cè)采動(dòng)后瓦斯涌出量，并采取必要和適當(dāng)?shù)姆婪洞胧黄浯?，了解其在煤層中的流?dòng)規(guī)

2、律，可為抽采工作提供理論基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者（主要是國(guó)內(nèi)學(xué)者）對(duì)煤層氣流動(dòng)理論主要集中在以下四個(gè)方面的研究：線性煤層氣流動(dòng)理論，非線性煤層氣流動(dòng)理論，地物場(chǎng)效應(yīng)的煤層氣流動(dòng)理論和多煤層系統(tǒng)煤層氣越流理論。對(duì)流動(dòng)的數(shù)值模擬研究也都是從傳統(tǒng)的宏觀概念—煤層氣氣體出發(fā)來研究煤體與氣體參數(shù)，采用數(shù)學(xué)回歸、數(shù)值模擬等方法獲取經(jīng)驗(yàn)值。
　　本文采用分子動(dòng)力模擬方法，將系統(tǒng)看作具有一定特征的分子集合，運(yùn)用經(jīng)典力學(xué)方法，通過研究 CH4分子群體的運(yùn)動(dòng)

3、規(guī)律，再利用統(tǒng)計(jì)方法得到體系的宏觀特性和基本規(guī)律。從微觀角度對(duì)微通道中CH4流動(dòng)進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。
　　文中首先從分子動(dòng)力模擬原理、實(shí)現(xiàn)方法及模擬細(xì)節(jié)幾個(gè)方面對(duì)模擬的理論基礎(chǔ)進(jìn)行闡述；其次從煤的物理結(jié)構(gòu)、吸附解吸特性及微流體流動(dòng)特性方面對(duì)微通道中CH4的流動(dòng)進(jìn)行敘述；最后在對(duì)微通道中CH4流動(dòng)的分子動(dòng)力模擬細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)描述的基礎(chǔ)上編寫程序，模擬整個(gè)流動(dòng)過程。程序編寫中根據(jù)模擬細(xì)節(jié)，首先依據(jù)瓦斯壓力、煤孔隙率及煤視密度等參數(shù)并采取擬定