煤與甲烷共采學導論

序
前言
第1章 緒論
1.1 煤炭的地位和作用
1.1.1 煤炭行業(yè)在全球經濟中的地位
1.1.2 煤炭在我國國民經濟發(fā)展中的作用
1.2 煤礦瓦斯的雙重性
1.2.1 煤礦瓦斯的災害性
1.2.2 煤礦瓦斯的資源性
1.3 煤與甲烷共采理念的提出
1.3.1 煤礦綠色開采理念
1.3.2 煤與甲烷共采的概念
1.4 煤與甲烷共采理論與技術研究現狀
1.4.1 礦井采動覆巖移動及結構演化規(guī)律研究現狀
1.4.2 礦井瓦斯抽采基礎理論研究現狀
1.4.3 礦井瓦斯抽采技術研究現狀
1.5 煤與甲烷共采學的研究內容和研究方法
1.5.1 煤與甲烷共采學的研究內容
1.5.2 煤與甲烷共采學的研究方法
1.5.3 煤與甲烷共采學研究技術路線

第2章 煤層甲烷賦存及滲透特性分析
2.1 煤層甲烷賦存狀態(tài)及特點
2.1.1 煤層甲烷賦存狀態(tài)
2.1.2 我國大部分礦區(qū)煤層甲烷賦存特點
2.2 煤體微結構及吸附甲烷特性分析
2.2.1 煤體微結構特性分析
2.2.2 煤體孑L隙孔容壓汞實驗分析
2.2.3 煤體吸附甲烷特性實驗分析
2.3 煤體滲透特性分析
2.3.1 煤體滲透特性電液伺服滲流試驗分析
2.3.2 煤層滲透特性主控影響因素

第3章 采動覆巖裂隙動態(tài)演化規(guī)律的物理模擬
3.1 模型的設計及制作
3.1.1 實驗原型條件
3.1.2 相似常數的確定
3.1.3 實驗材料配比計算
3.1.4 測試儀表及測點布置
3.1.5 模型的制作
3.2 采動覆巖移動規(guī)律分析
3.2.1 采動覆巖關鍵層的確定
3.2.2 采動覆巖下沉規(guī)律分析
3.3 采動覆巖應力分布規(guī)律分析
3.3.1 煤層走向分布規(guī)律分析
3.3.2 煤層傾向應力分布規(guī)律
3.4 采動覆巖裂隙動態(tài)演化規(guī)律
3.4.1 采動覆巖破斷裂隙分布規(guī)律
3.4.2 采動覆巖離層裂隙動態(tài)演化規(guī)律
3.4.3 采動覆巖碎脹特征分析

第4章 采動覆巖卸壓范圍及分布形態(tài)的數值模擬
4.1 基于FLAC3D的煤層開采前處理程序的開發(fā)
4.1.1 FLAC3D軟件簡介
4.1.2 程序開發(fā)的基本思路
4.1.3 程序的主界面及功能模塊
4.2 計算模型的建立
4.2.1 基本假設
4.2.2 計算模型的建立
4.3 采動覆巖移動及應力分布規(guī)律
4.3.1 采動覆巖移動破壞規(guī)律分析
4.3.2 采動覆巖應力變化規(guī)律分析
4.3.3 采動覆巖卸壓區(qū)形態(tài)分析

第5章 采動覆巖裂隙帶動態(tài)演化模型及機理研究
5.1 采動裂隙帶空間結構工程簡化模型及參數
5.1.1 采動裂隙橢拋帶及其控制方程
5.1.2 采動裂隙橢拋帶的工程簡化模型
5.2 采動裂隙帶的主要參數及影響因素
5.2.1 采動裂隙帶的主要參數
5.2.2 采動裂隙帶動態(tài)演化的影響因素
5.3 采動裂隙帶動態(tài)演化特征及機理
5.3.1 采動裂隙帶動態(tài)演化特征
5.3.2 采動裂隙帶動態(tài)演化機理

第6章 采動裂隙帶卸壓瓦斯運移規(guī)律數值模擬
6.1 采動裂隙帶及其中卸壓瓦斯特點
6.1.1 采動裂隙帶的多孔介質性質
6.1.2 采動裂隙帶內瓦斯來源及其流態(tài)分析
6.2 采動裂隙帶卸壓瓦斯運移數學模型及其解法
6.2.1 采動裂隙帶卸壓瓦斯運移數學模型
6.2.2 采動裂隙帶卸壓瓦斯運移模型的數值解法
6.3 采動裂隙帶瓦斯運移的FLUENT數值建模
6.3.1 FLUENT軟件簡介
6.3.2 采場幾何模型及網格劃分
6.3.3 模型主要參數的確定
6.4 采動裂隙帶瓦斯運移規(guī)律分析
6.4.1 U形通風系統(tǒng)瓦斯運移規(guī)律數值模擬
6.4.2 U+L形通風系統(tǒng)瓦斯運移規(guī)律數值模擬
6.4.3 U形通風系統(tǒng)+高抽巷采場瓦斯運移規(guī)律數值模擬
6.4.4 U+L形通風系統(tǒng)+走向高抽巷瓦斯治理效果數值模擬

第7章 煤與甲烷共采工程實踐
7.1 采動裂隙演化與卸壓瓦斯儲集關系分析
7.1.1 采動裂隙演化與卸壓瓦斯儲集過程分析
7.1.2 卸壓瓦斯在采動裂隙帶的運移儲集特征
7.2 高抽巷抽采卸壓瓦斯工程驗證
7.2.1 工作面概況
7.2.2 瓦斯抽排系統(tǒng)的布置
7.2.3 工作面瓦斯涌出影響因素
7.2.4 工作面煤與甲烷共采效果
7.3 低抽巷抽采卸壓瓦斯工程驗證
7.3.1 工作面概況
7.3.2 低抽巷抽采瓦斯布置方式
7.3.3 工作面瓦斯涌出影響因素
7.3.4 工作面煤與甲烷共采效果

第8章 主要結論及研究展望
8.1 主要結論
8.2 研究展望
參考文獻