工程扰动下富含瓦斯煤岩损伤破坏规律及测试方法研究--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 其他 其他 其他 工程扰动下富含瓦斯煤岩损伤破坏规律及测试方法研究
   
工程扰动下富含瓦斯煤岩损伤破坏规律及测试方法研究
作者:张伟,雷云
书名:工程扰动下富含瓦斯煤岩损伤破坏规律及测试方法研究
定价:¥ 89 元
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开本: 16K
标准书号: 978-7-03-066210-1
字数(千): 
页数: 128
出版日期: 2020-11-26
发行号: TU-1937.0101
装帧: 平装
点击热度: 569
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书围绕矿井深部开采富含瓦斯低渗透煤层过程中瓦斯防治的重要基础理论——工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏演化、瓦斯运移及其测试方法这一系统问题展开研究。理论分析掘进、爆破及开采扰动富含瓦斯煤岩损伤破坏演化机理、瓦斯渗流和瓦斯涌出规律;实验研究深部矿井煤系煤层和岩层瓦斯赋存的基本规律和工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏演化规律;结合实验矿井煤层地质条件,数值模拟研究沁水煤田实验煤层在工程扰动下富含瓦斯煤岩层的损伤破坏演化及瓦斯运移规律;研发防爆型超高精度示踪气体定量分析测试系统及建立实测工艺技术体系,并在沁水煤田实验煤层开展井下实测工业试验研究。
  本书适用于对该领域感兴趣的高年级本科生、开展相关研究的博硕士在读研究生、煤矿安全管理人员、煤矿技术人员、科研人员。
 
前言
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  本书围绕矿井深部开采富含瓦斯低渗透煤层过程中瓦斯防治的重要基础理论——工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏演化、瓦斯运移及其测试方法这一系统问题展开研究,主要研究成果如下。
  (1)本书理论分析了工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏机理及瓦斯渗流规律,得出掘进扰动煤层水平方向的“三带”分布特征,以及应力重构后“三带”划分及瓦斯渗流规律;分析得出爆破扰动煤层爆炸冲击波和应力波作用于爆破钻孔煤壁后能量及应力的传播规律,以及爆生气体作用下爆破钻孔周围煤体裂隙二次扩展总长度的起裂条件;分析得出开采扰动上覆煤岩层形成的“竖三带”和“横三区”的分布特征,以及裂隙场内瓦斯的运移规律。
  (2)本书系统阐述了工程扰动下富含瓦斯煤岩层瓦斯的涌出规律,研究得出以煤层赋存参数及掘进生产参数为基础的掘进扰动煤层瓦斯涌出数学模型;研究得出开采扰动上覆煤岩层损伤破坏过程的瓦斯来源,针对不同瓦斯来源分别深入研究了岩层、邻近煤层、采场煤壁、采场落煤和采场采空区遗煤瓦斯涌出规律,并建立了相应的实测方法及瓦斯涌出数学模型。
  (3)本书以沁水煤田煤系富含瓦斯煤岩层为实验对象,通过对微观孔隙发育特征的实验研究,得到了渗透性、极限吸附量、裂隙分布等随岩性变化的规律。
  (4)本书通过实验研究了工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏演化规律,运用分源测试方法研究得出了掘进扰动富含瓦斯煤层不同时刻和位置瓦斯涌出特性,从而宏观分析出掘进扰动煤层损伤破坏演化的时空规律;运用瓦斯抽采参数统计方法研究得出实验工作面爆破扰动煤层损伤破坏的极限值;运用微震监测方法研究得出了实验工作面开采扰动煤岩层损伤破坏纵向范围和顺槽外侧横向范围。
  (5)本书应用数值模拟方法研究了工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏演化规律,结合沁水煤田实验矿井煤层地质条件构建了数值计算模型,运用COMSOL数值模拟软件研究得出实验煤层巷道掘进扰动过程中有效预排瓦斯时间和损伤破坏带宽度的极限值。运用PFC2D数值模拟软件研究得出爆破扰动下爆破钻孔周围煤层破坏区的半径和损伤区范围。运用UDEC数值模拟软件研究得出回采工作面推进过程中上覆煤岩层损伤破坏的范围。 
  (6)本书基于防爆型超高精度示踪气体定量分析系统,首次构建了基于气体示踪原理的井下煤岩层损伤破坏演化规律的实测工艺技术体系,并在实验矿井进行实测,结果表明掘进及爆破扰动煤层损伤破坏带范围实测值与理论计算结果一致,开采扰动上覆煤岩层损伤破坏带范围实测值与理论计算结果误差值在可接受的范围。
  本书全程由东北大学许开立教授悉心指导完成,第6章由沈阳理工大学张伟和煤科集团沈阳研究院有限公司(煤矿安全技术国家重点实验室)雷云共同完成,其他章由张伟独立完成。
  本书获得了沈阳理工大学引进高层次人才科研支持计划资金资助,以及煤矿安全技术国家重点实验室和国家科技重大专项“井下液态二氧化碳致裂技术及应用”(项目编号:2016ZX05067004­003)的共同资助。作者在完成著作过程中得到了东北大学柳静献教授、胡筱敏教授,煤科集团沈阳研究院有限公司梁运涛研究员,辽宁工程技术大学贾进章教授、李宗祥教授的指导和帮助,在此表示衷心的感谢!

                                                      作  者
                                                    2019年12月

 
图书目录
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第1章  绪论    1
1.1  研究背景    1
1.2  国内外研究现状    3
1.2.1  富含瓦斯煤层巷道掘进过程中损伤破坏规律研究现状    3
1.2.2  富含瓦斯煤层爆破增透过程中损伤破坏演化规律研究现状    4
1.2.3  富含瓦斯岩层采动过程中损伤破坏演化规律研究现状    5
1.2.4  煤矿井下示踪气体测试技术研究现状    6
1.3  研究问题、研究内容及技术路线    7
1.3.1  研究现状中发现的问题    7
1.3.2  研究内容及技术路线    9
第2章  富含瓦斯煤岩损伤破坏及瓦斯运移规律理论分析    11
2.1  工程扰动下富含瓦斯煤岩损伤破坏机理分析    11
2.1.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏机理分析    11
2.1.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏机理分析    14
2.1.3  开采扰动富含瓦斯上覆煤岩层损伤破坏机理分析    19
2.2  工程扰动下富含瓦斯煤岩瓦斯渗流机理分析    23
2.2.1  掘进扰动富含瓦斯煤层瓦斯渗流机理分析    23
2.2.2  开采扰动上覆煤岩层裂隙场瓦斯渗流机理分析    25
2.3  工程扰动下富含瓦斯煤岩瓦斯涌出规律分析    26
2.3.1  掘进扰动富含瓦斯煤层瓦斯涌出规律分析    26
2.3.2  开采扰动富含瓦斯煤岩层瓦斯涌出规律分析    27
2.4  本章小结    33
第3章  实验矿区煤岩瓦斯赋存涌出特征及损伤破坏实验研究    34
3.1  煤层瓦斯赋存特征分析    34
3.1.1  煤层吸附态瓦斯状态    35
3.1.2  煤层游离态瓦斯状态    35
3.2  煤系岩层瓦斯赋存特性实验    35
3.2.1  煤系岩层孔隙和渗透状态    36
3.2.2  煤系岩层瓦斯含量和涌出状态    39
3.3  煤岩微观结构特性实验    41
3.3.1  煤层微观结构特性    41
3.3.2  岩层微观结构特性    42
3.4  工程扰动下富含瓦斯煤岩层损伤破坏实验    45
3.4.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏实验    45
3.4.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏实验    51
3.4.3  开采扰动富含瓦斯煤岩层损伤破坏实验    53
3.5  本章小结    56
第4章  富含瓦斯煤岩损伤破坏演化规律数值模拟研究    58
4.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化规律数值模拟研究    58
4.1.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏带流固耦合理论基础    58
4.1.2  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏带流固耦合数值模拟    60
4.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化规律数值模拟研究    65
4.2.1  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏带颗粒离散元理论基础    65
4.2.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏带颗粒离散元数值模拟    67
4.3  开采扰动上覆煤岩层损伤破坏演化规律数值模拟研究    69
4.3.1  开采扰动实验工作面概况及数值模型构建    69
4.3.2  开采扰动上覆煤岩层损伤破坏演化规律数值模拟结果分析    70
4.4  本章小结    72
第5章  含瓦斯煤岩气体示踪理论及实测技术研究    74
5.1  含瓦斯煤岩气体示踪流动理论分析    74
5.1.1  随流迁移    74
5.1.2  分散作用    74
5.2  基于腔增强吸收红外光谱技术的示踪气体检测系统研究    75
5.2.1  腔增强红外光谱定量分析法的原理    75
5.2.2  腔增强红外光谱定量检测系统设计    78
5.3  煤矿井下示踪气体法实测工艺研究    81
5.3.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏规律实测工艺研究    81
5.3.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏规律实测工艺研究    83
5.4  煤矿井下气­液两相复合法实测工艺研究    85
5.4.1  煤矿井下气­液两相复合法的基本原理    85
5.4.2  开采扰动富含瓦斯上覆煤岩层损伤破坏规律实测工艺研究    85
5.5  本章小结    87
第6章  富含瓦斯煤岩损伤破坏演化实测技术工业试验    88
6.1  掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化井下实测试验研究    88
6.1.1  试验工作面的基本条件    88
6.1.2  煤矿井下实测掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化试验方案    89
6.1.3  煤矿井下实测掘进扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化结果分析    91
6.2  爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化井下实测试验研究    93
6.2.1  试验工作面的基本条件    93
6.2.2  煤矿井下实测爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化试验方案    94
6.2.3  煤矿井下实测爆破扰动富含瓦斯煤层损伤破坏演化结果分析    97
6.3  开采扰动富含瓦斯上覆煤岩层损伤破坏演化井下实测试验研究    98
6.3.1  试验工作面的基本条件    98
6.3.2  煤矿井下实测开采扰动富含瓦斯上覆煤岩层损伤破坏演化试验方案    99
6.3.3  煤矿井下实测开采扰动富含瓦斯上覆煤岩层损伤破坏演化结果分析    100
6.4  本章小结    104
第7章  结论、创新点及研究展望    106
7.1  结论    106
7.2  创新点    108
7.3  研究展望    108
参考文献    109
 
 
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