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申请/专利权人：中南大学

摘要：本发明公开了一种矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验方法，该方法包括步骤：一、进行实验参数的选择；二、确定矿井热害治理协同地热开采体系与相似模拟实验装置的几何参数相似比；三、确定各实验参数遵守的相似准则并确定实验参数相似比；四、根据几何参数相似比构建相似模拟实验装置；五、根据实验参数相似比进行矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验。本发明根据实验参数相似比进行矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验，使该实验能够在实验室小尺寸模型下进行，不仅便于控制变量，可重复实验，还节约了大量实验成本，提高了实验结果的准确性，有利于推动完善矿井热害治理协同地热开采工艺方法，减少实验成本。

主权项：1.一种矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验方法，用于模拟矿井热害治理协同地热开采体系，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、进行实验参数的选择：选择的实验参数包括所述矿井热害治理协同地热开采体系的温度参数、时间参数、巷道内风流速度参数、渗透率参数、渗流压力参数和源汇项参数；步骤二、确定矿井热害治理协同地热开采体系与相似模拟实验装置的几何参数相似比；步骤三、确定各实验参数遵守的相似准则并确定实验参数相似比：根据描述矿井热害治理协同地热开采体系的开采过程的微分方程推导各实验参数遵守的相似准则，并根据相似准则确定矿井热害治理协同地热开采体系与相似模拟实验装置的实验参数相似比；所述实验参数相似比包括温度参数相似比、时间参数相似比、风流速度参数相似比、渗透率参数相似比、渗流压力参数相似比和源汇项参数相似比；步骤四、根据几何参数相似比构建相似模拟实验装置；步骤五、根据实验参数相似比进行矿井热害治理协同地热开采相似模拟实验；步骤三中，描述矿井热害治理协同地热开采体系的开采过程的微分方程包括多孔介质内导热的能量微分方程、用于描述巷道内风流流动状态的纳维-斯托克斯动量微分方程、用于描述流体在岩层内的流动的达西方程和用于描述源汇项的边界条件方程；确定所述实验参数相似比的具体步骤为：步骤301、确定时间参数相似比：根据多孔介质内导热的能量微分方程，可得相似准则：其中，Ct为时间参数相似比，Cu为风流速度参数相似比，为导热系数相似比，Cρ为密度参数相似比，Cρ＝1，为热容参数相似比，根据相似准则：可得时间参数相似比Ct＝d2；步骤302、确定风流速度参数相似比：根据纳维-斯托克斯动量微分方程，并假设矿井热害治理协同地热开采体系的巷道内风流流动状态与相似模拟实验装置的模拟巷道内风流流动状态相似，可得相似准则：其中，Cμ为流体动力粘度参数相似比，Cμ＝1，为气体压力参数相似比；根据相似准则：可得风流速度参数相似比步骤303、确定渗透率参数相似比和渗流压力参数相似比：根据达西方程，并将达西方程带入连续方程中，可得相似准则：其中，Ck为渗透率参数相似比，CS为岩层储水系数相似比，CS＝1，Cg为加速度相似比，Cg＝1，为渗流压力参数相似比；根据相似准则：可得渗透率参数相似比Ck＝1，渗流压力参数相似比步骤304、确定源汇项参数相似比：根据用于描述源汇项的边界条件方程，可得相似准则：其中，为源汇项参数相似比；根据相似准则：可得源汇项参数相似比

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