气体吸附诱致应力煤岩膨胀的多尺度模型研究

项目名称： 气体吸附诱致应力煤岩膨胀的多尺度模型研究

项目编号： No.41172116

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 天文学、地球科学

项目作者： 冯吉利

作者单位： 中国矿业大学（北京）

项目金额： 68万元

中文摘要： 研究CH4/CO2-应力煤岩相互作用和煤层气在煤岩中的运移规律,对于提高煤层气产量、地质封存CO2以及合理利用化石能源,从而对减缓温室气体排放是非常重要的.本项目将用物理化学、不可逆热力学和微观力学理论,综合SEM和CT微观分析技术,重点研究煤岩的CH4/CO2吸附热力学和煤岩膨胀行为,包括建立气体吸附-应力耦合场作用下煤岩的多尺度模型,提供界面吸附势与表面应力间的表达式,给定应力/应变主轴空间表示的多尺度煤岩离散模型,探讨不同压力(吸附气压和外力)条件下煤岩等温吸附膨胀的微观各向异性特征,揭示气体吸附作用下煤岩密度、孔隙率和煤基质有效应力随煤岩微观结构演化的规律及其多尺度效应,给出微尺度与宏观尺度间的关联表达.通过本项目的研究以期更进一步提高人们对煤岩中气体吸附扩散和煤岩骨架变形耦合效应本质认识,促进化石能源科学开采利，保护人类赖以生存的自然环境.

中文关键词： 孔隙材料；吸附；本构模型；表面应力；孔隙压

英文摘要：

英文关键词： porous materials；adsorption；constitutive model；surface stress；pore pressure