非均勻煤層的瓦斯賦存、流動(dòng)特性與等效滲透率理論
本書針對(duì)卸壓后、含夾矸層等條件下形成的不均勻煤層的瓦斯賦存與流動(dòng)特性研究的需要，結(jié)合作者多年研究經(jīng)驗(yàn)和對(duì)研究成果的總結(jié)，系統(tǒng)地介紹了煤層內(nèi)瓦斯的賦存與流動(dòng)特性、影響煤層瓦斯賦存狀態(tài)與流動(dòng)特性的因素、表征瓦斯賦存與流動(dòng)特性的主要參數(shù)指標(biāo)，以及一些根據(jù)作者及所帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多年進(jìn)行研究所獲得的科研成果。主要內(nèi)容包括動(dòng)力沖擊對(duì)煤體內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的影響、非均勻載荷對(duì)瓦斯鉆孔周邊煤體內(nèi)部微結(jié)構(gòu)造成的影響、卸壓煤體內(nèi)瓦斯放散與流動(dòng)特性、含夾矸煤層的瓦斯放散與流動(dòng)特性、不均勻煤層的等效滲透率理論等。
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目錄
前言
第1章 煤層與煤層瓦斯 1
1.1 煤及煤層 1
1.2 煤層瓦斯 6
1.3 本章小結(jié) 14
第2章 煤層瓦斯解吸、流動(dòng)影響因素與分析 15
2.1 煤層瓦斯解吸吸附影響因素與分析 16
2.2 煤層瓦斯流動(dòng)影響因素與分析 19
2.3 煤層瓦斯放散特性影響因素與分析 26
2.4 本章小結(jié) 30
第3章 研究設(shè)備的完善與開(kāi)發(fā) 31
3.1 方形型煤制備裝置 31
3.2 落錘式煤巖沖擊加載試驗(yàn)裝置 34
3.3 多向約束擺錘式?jīng)_擊動(dòng)力加載試驗(yàn)裝置 36
3.4 煤巖細(xì)觀觀測(cè)系統(tǒng) 37
3.5 塊煤瓦斯放散特性試驗(yàn)系統(tǒng) 40
3.6 非均勻載荷施加試驗(yàn)裝置 47
3.7 本章小結(jié) 49
第4章 動(dòng)力沖擊對(duì)煤的表面及內(nèi)部微結(jié)構(gòu)影響 50
4.1 沖擊載荷 50
4.2 超聲波與其傳播特性 52
4.3 超聲波檢測(cè) 53
4.4 基于超聲波檢測(cè)的沖擊載荷對(duì)煤巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)影響研究 55
4.5 基于核磁共振(NMR)的動(dòng)力沖擊對(duì)煤巖內(nèi)部微隙結(jié)構(gòu)的影響 67
4.6 沖擊載荷下煤巖表面裂隙演化特征細(xì)觀試驗(yàn) 77
4.7 單次沖擊能量大小與煤巖裂隙演化的關(guān)系 86
4.8 遞增式?jīng)_擊對(duì)煤巖損傷的影響 88
4.9 堅(jiān)硬顆粒、原生裂隙、非均質(zhì)性對(duì)煤巖表面裂隙擴(kuò)展路徑的影響 97
4.10 本章小結(jié) 98
第5章 沖擊載荷下煤巖表面裂隙擴(kuò)展分形特征 101
5.1 分形與分?jǐn)?shù)維 101
5.2 根據(jù)測(cè)度關(guān)系求維數(shù)的方法 102
5.3 巖石力學(xué)中的分形問(wèn)題與應(yīng)用 103
5.4 基于MATLAB的煤巖裂隙分形維數(shù)計(jì)算程序 106
5.5 煤巖表面裂隙擴(kuò)展分形特征 108
5.6 本章小結(jié) 112
第6章 非均勻載荷對(duì)瓦斯鉆孔穩(wěn)定特性影響研究 113
6.1 含孔洞類煤巖多孔材料裂紋擴(kuò)展量化表征 113
6.2 含孔洞煤裂紋擴(kuò)展的量化表征 125
6.3 煤體裂紋演化的數(shù)值計(jì)算與分析 136
6.4 本章小結(jié) 148
第7章 放散面積和運(yùn)移路徑對(duì)煤層瓦斯放散的影響 150
7.1 煤的瓦斯放散特性 150
7.2 放散面積對(duì)煤層瓦斯放散的影響 153
7.3 瓦斯運(yùn)移路徑對(duì)瓦斯放散的影響研究 168
7.4 本章小結(jié) 173
第8章 放散面積與放散路徑影響下的瓦斯放散機(jī)理探討 175
8.1 瓦斯放散機(jī)理與模型的有關(guān)認(rèn)識(shí) 175
8.2 煤層瓦斯放散機(jī)理的探討 177
8.3 瓦斯放散物理-數(shù)學(xué)模型 182
8.4 本章小結(jié) 189
第9章 卸壓作用對(duì)瓦斯放散與流動(dòng)特性影響 190
9.1 采動(dòng)導(dǎo)致的卸壓作用 190
9.2 卸軸壓起始載荷水平對(duì)含瓦斯煤樣力學(xué)特性影響 196
9.3 卸圍壓時(shí)含瓦斯煤樣力學(xué)性質(zhì)演化 201
9.4 瓦斯放散過(guò)程中煤樣力學(xué)特性演化 206
9.5 線彈性階段卸軸壓煤樣內(nèi)瓦斯流動(dòng)特性 211
9.6 含瓦斯煤樣橫向變形與瓦斯流動(dòng)特性耦合關(guān)系 216
9.7 本章小結(jié) 222
第10章 不均勻煤層瓦斯放散特性試驗(yàn)與理論分析 224
10.1 煤層構(gòu)成與形態(tài)特點(diǎn) 224
10.2 夾矸層對(duì)煤層開(kāi)采的影響 226
10.3 夾矸層對(duì)煤層瓦斯的影響 228
10.4 煤體瓦斯吸附解吸理論 230
10.5 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)步驟 233
10.6 夾矸層對(duì)煤層瓦斯放散影響機(jī)理分析 248
10.7 本章小結(jié) 254
第11章 吸附作用對(duì)煤層瓦斯流動(dòng)特性影響研究 256
11.1 吸附解吸作用與煤層瓦斯?jié)B流的關(guān)系 256
11.2 吸附作用對(duì)煤層滲透特性影響試驗(yàn) 260
11.3 本章小結(jié) 270
第12章 夾矸層對(duì)煤層滲透性影響試驗(yàn)研究 271
12.1 基于均勻組合介質(zhì)的等效滲透率理論 271
12.2 基于不均勻組合介質(zhì)的等效滲透率理論 275
12.3 不均勻煤層等效滲透率的理論基礎(chǔ) 279
12.4 含單層夾矸煤層的等效滲透率理論試驗(yàn)驗(yàn)證 284
12.5 夾矸層對(duì)滑脫因子的影響 287
12.6 夾矸層對(duì)煤基質(zhì)吸附膨脹變形的影響 293
12.7 含雙層夾矸煤層的等效滲透率理論試驗(yàn)驗(yàn)證 303
12.8 本章小結(jié) 308
參考文獻(xiàn) 310
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