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01.09.2016 | Original Article | Ausgabe 18/2016

Environmental Earth Sciences 18/2016

Gas migration of coal in front of a mining face considering crack evolution

Zeitschrift:
Environmental Earth Sciences > Ausgabe 18/2016
Autoren:
S. G. Cao, F. Luo, Y. B. Liu, Y. Li, P. Guo, G. D. Li

Abstract

The analysis of gradual mechanical responses of coal and gas migration within the coal in front of a mining face is crucial to coal and gas outburst prevention and control. In the present paper, the stress distribution of an entire stope is numerically studied by FLAC3D. The stress state and its development within coal in front of a mining face are analyzed, and a simplified physics model is developed based on the simulation results. The crack expansion process of a coal specimen under a quasi-plane strain condition is studied using a coal solid–gas coupled meso-mechanics system that is imported into COMSOL for simulating the gas migration of coal in front of a mining face. A self-established solid–gas coupling constitutive model, which considers the gas pressure and gas adsorption, is used. The gas pressure gradient and speed of gas migration reach maximum values near the free sidewall, which is in agreement with the field test results.

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