采动应力裂隙场时空演化与瓦斯流动场耦合效应PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1研究对象 1

1.2研究意义 2

1.3研究现状 4

1.3.1采动煤岩体应力场及裂隙演化过程研究进展 4

1.3.2煤层瓦斯渗流理论研究进展 16

1.3.3煤层瓦斯渗流理论在采矿工程中的应用 33

1.4研究内容与研究方法 38

1.4.1研究内容 38

1.4.2研究方法 39

第2章 采动煤岩体裂隙场时空演化 41

2.1煤岩地质特征与赋存环境 41

2.1.1煤岩力学特性 41

2.1.2煤岩结构特征 42

2.2采动煤岩体应力壳与裂隙的动态效应 47

2.2.1应力壳力学特征、演化特征及其采厚效应 47

2.2.2不同采厚采动裂隙时空演化特征 60

2.2.3应力壳与采动裂隙的动态效应 64

2.3采动煤岩体裂隙场时空演化规律 78

2.3.1采动煤岩裂隙场演化规律现场观测及描述 78

2.3.2采动煤岩裂隙场演化规律相似模拟及描述 82

2.3.3覆岩裂隙场演化的定量描述 87

2.3.4覆岩裂隙场演化的应力机制分析 100

2.3.5覆岩裂隙场演化的影响因素分析 119

2.3.6煤岩裂隙演化规律理论分析 136

2.3.7开采过程中煤岩裂隙场演化规律数值模拟 142

2.4本章小结 159

第3章 采动煤岩体渗透特性研究 160

3.1煤岩渗透性的实验室研究 160

3.1.1煤岩渗透性的应力敏感性 160

3.1.2原煤破坏过程中的瓦斯渗透规律研究 181

3.1.3变围压及煤变形破坏过程中渗透规律试验研究 186

3.2采动煤岩体渗透特性 206

3.2.1采动影响下煤岩体内瓦斯流动分析 206

3.2.2气体示踪技术相关研究 208

3.2.3现场观测仪器的选择 208

3.2.4五阳煤矿采动条件下煤体渗透率研究 210

3.3本章小结 230

第4章 采动煤岩体多场耦合效应研究 232

4.1采动围岩裂隙场与瓦斯流动场耦合效应 232

4.1.1冒落带内瓦斯流动与汇集规律 232

4.1.2裂隙带瓦斯汇集规律 234

4.1.3弯曲下沉带瓦斯流动与汇集规律 243

4.1.4下伏煤岩瓦斯运移、汇集规律 246

4.1.5特殊地质条件下瓦斯运移、汇集规律 253

4.2煤层应力场、裂隙场与瓦斯流动场耦合效应 258

4.2.1应力场、裂隙场与瓦斯关系的预测 260

4.2.2应力场、裂隙场与瓦斯关系的验证 263

第5章 煤岩体多场耦合数值模拟研究 281

5.1远程采动煤岩体变形与瓦斯流动气固耦合模型 281

5.1.1采动煤岩体弹脆塑性损伤本构模型 281

5.1.2采动弹脆塑性损伤本构模型的开发 284

5.1.3采动煤岩体变形数学模型 287

5.1.4远程卸压瓦斯运移物理模型 288

5.1.5卸压瓦斯运移数学模型 289

5.1.6采动煤岩体气固耦合变量 292

5.2煤岩体裂隙场与渗流场耦合过程数值模拟 294

5.2.1煤体采动裂隙场演化过程中煤体渗透性的变化分析 294

5.2.2煤体瓦斯渗流-应力耦合方程建立 297

5.2.3煤体采动裂隙场演化过程中瓦斯流动的数值模拟 299

5.2.4煤岩体裂隙场瓦斯渗流数值模拟研究 311

5.2.5采动裂隙场瓦斯渗流数值模拟研究 317

第6章 耦合理论在瓦斯抽放中的应用 328

6.1采动煤岩体变形与瓦斯流动气固耦合模型的应用 328

6.1.1数值试验模型的构建 328

6.1.2气固耦合效应分析 329

6.2采动裂隙场对瓦斯抽放影响的数值模拟及其应用 335

6.2.1工程应用背景概况 335

6.2.2煤层瓦斯抽放数值模拟 338

6.3本章小结 354

参考文献 356