特色应用
所获得的研究结果为甲烷迁移和渗透率演变的预测建模提供了定量基础，有助于智能通风系统的开发、甲烷排放缓解策略的制定以及数字矿山环境模型的构建。因此，所提出的方法有助于提高矿山安全性、减少温室气体排放，并支持采矿行业的绿色转型。
摘要
胶结现象在多孔介质中的长期气体流动中起着关键作用，显著影响甲烷迁移、矿山通风效率以及活跃和废弃煤矿中的排放控制。在胶结建模中，通常区分三种基本的动力学类型，其中第三种动力学类型提供了一种能够描述状态依赖性和空间变化渗透率退化的通用非线性公式。然而，耦合的传输-胶结方程的强非线性特性使得无法推导出封闭形式的解，因此需要应用线性化技术。本研究分析了受第三种动力学类型控制的胶结现象下的气体流动，特别关注地下采矿环境中的甲烷迁移问题。在线性化耦合的质量平衡和胶结方程的基础上，对非线性动力学项进行了线性化处理，得到了达西定律的近似形式以及描述多孔介质状态演变的显式解析解。本研究的主要目的是量化所采用线性化方法引入的误差，并分析其相对于非线性参考解的空间和时间传播特性。基于泰勒级数截断的严格误差估计方法被开发出来，用于确定线性化解的有效范围。结果表明，在胶结作用较弱的情况下，这种近似方法是可靠的；同时，相关误差是局部产生的，并通过传输机制传播，不会无限制地增长。
