| 摘要 | 第4-8页 |
| Abstract | 第8-13页 |
| 1 绪论 | 第18-32页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第18-20页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第20-29页 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出机理研究现状 | 第20-22页 |
| 1.2.2 煤层卸压增透防突措施研究进展 | 第22-26页 |
| 1.2.3 水力割缝破煤增透理论研究进展 | 第26-27页 |
| 1.2.4 水射流喷嘴研究进展 | 第27-28页 |
| 1.2.5 研究现状局限性分析 | 第28-29页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第29页 |
| 1.4 研究技术路线 | 第29-30页 |
| 1.5 本章小结 | 第30-32页 |
| 2 高压水射流破煤规律理论研究 | 第32-46页 |
| 2.1 高压水射流结构特性研究 | 第32-34页 |
| 2.1.1 高压水射流结构特点 | 第32-33页 |
| 2.1.2 水射流喷嘴出口速度 | 第33页 |
| 2.1.3 水射流流量 | 第33-34页 |
| 2.1.4 水射流动能 | 第34页 |
| 2.1.5 水射流参数之间的关系 | 第34页 |
| 2.2 煤岩特性研究 | 第34-36页 |
| 2.2.1 煤岩结构特性 | 第34-35页 |
| 2.2.2 煤岩物理性质 | 第35-36页 |
| 2.3 高压水射流破煤特性研究 | 第36-39页 |
| 2.3.1 高压水射流破煤理论 | 第36-38页 |
| 2.3.2 高压水射流破煤作用机理研究 | 第38-39页 |
| 2.4 高压水射流破煤数学模型研究 | 第39-45页 |
| 2.4.1 水射流冲击煤体的作用规律研究 | 第39-40页 |
| 2.4.2 高压水射流破煤数学模型研究 | 第40-45页 |
| 2.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 3 高压水射流破煤规律及煤体卸压模拟研究 | 第46-86页 |
| 3.1 FLAC3D软件介绍及适用性分析 | 第46-50页 |
| 3.1.1 FLAC3D软件介绍 | 第46-47页 |
| 3.1.2 FLAC3D计算原理及适用性分析 | 第47-50页 |
| 3.2 数值模拟区域概况 | 第50-51页 |
| 3.2.1 矿井概况 | 第50页 |
| 3.2.2 煤层瓦斯赋存规律研究 | 第50-51页 |
| 3.3 数值计算模型参数研究 | 第51-54页 |
| 3.4 割缝对缝槽周围煤体卸压影响研究 | 第54-58页 |
| 3.4.1 缝槽周围煤体应力变化规律研究 | 第54-57页 |
| 3.4.2 缝槽周围煤体破坏规律研究 | 第57-58页 |
| 3.5 高压水射流割缝各项参数对缝槽周围煤体卸压影响规律对比研究 | 第58-77页 |
| 3.5.1 喷嘴出口压力影响研究 | 第58-64页 |
| 3.5.2 地应力影响研究 | 第64-67页 |
| 3.5.3 割缝深度影响研究 | 第67-71页 |
| 3.5.4 割缝宽度影响研究 | 第71-73页 |
| 3.5.5 割缝间距影响研究 | 第73-77页 |
| 3.6 割缝之间协同卸压作用规律研究 | 第77-83页 |
| 3.6.1 割缝钻孔对瓦斯抽采钻孔影响研究 | 第77-80页 |
| 3.6.2 割缝钻孔之间平行布置卸压影响研究 | 第80-81页 |
| 3.6.3 割缝钻孔交叉布置卸压影响研究 | 第81-83页 |
| 3.7 煤体破坏半径数学模型研究 | 第83-85页 |
| 3.8 本章小结 | 第85-86页 |
| 4 高压水射流流场特征及喷嘴优化研究 | 第86-110页 |
| 4.1 数值模拟理论依据及适用性分析 | 第86-87页 |
| 4.2 FLUENT软件介绍及适用性分析 | 第87-89页 |
| 4.2.1 FLUENT的求解优势 | 第87-88页 |
| 4.2.2 FLUENT软件求解步骤 | 第88-89页 |
| 4.3 高压水射流喷嘴流场特征数值模拟研究 | 第89-96页 |
| 4.3.1 喷嘴射流流动的数学模型 | 第89-91页 |
| 4.3.2 物理模型确定 | 第91-92页 |
| 4.3.3 数值模拟结果与分析 | 第92-96页 |
| 4.4 高压水射流喷嘴参数对射流流场影响规律研究 | 第96-104页 |
| 4.4.1 不同收缩角对流场影响规律研究 | 第96-100页 |
| 4.4.2 不同喷嘴出口直径对流场影响规律研究 | 第100-102页 |
| 4.4.3 不同直柱段长度对流场影响规律研究 | 第102-104页 |
| 4.5 水射流喷嘴出口水速数学模型研究 | 第104-107页 |
| 4.6 水力割缝影响范围数学模型研究 | 第107-108页 |
| 4.7 本章小结 | 第108-110页 |
| 5 高压水射流破煤试验与应用研究 | 第110-124页 |
| 5.1 高压水射流破煤现场试验 | 第110-114页 |
| 5.1.1 喷嘴几何参数优化试验研究 | 第110-112页 |
| 5.1.2 泵压对破煤效果影响试验研究 | 第112-114页 |
| 5.2 水力割缝系统与施工流程考察 | 第114-116页 |
| 5.2.1 水力割缝设备参数与施工流程考察 | 第114-115页 |
| 5.2.2 排水排渣系统研究 | 第115-116页 |
| 5.2.3 封孔技术研究 | 第116页 |
| 5.3 水力割缝有效影响半径试验研究 | 第116-122页 |
| 5.3.1 试验方法 | 第117页 |
| 5.3.2 水力割缝有效影响半径研究 | 第117-118页 |
| 5.3.3 水力割缝钻孔布置研究 | 第118-122页 |
| 5.4 本章小结 | 第122-124页 |
| 6 水力割缝应用效果研究 | 第124-130页 |
| 6.1 瓦斯涌出量考察 | 第124页 |
| 6.2 瓦斯抽采效果分析研究 | 第124-128页 |
| 6.2.1 瓦斯抽采参数考察 | 第125页 |
| 6.2.2 割缝孔与普通孔瓦斯参数对比研究 | 第125-127页 |
| 6.2.3 抽采钻孔瓦斯参数变化研究 | 第127-128页 |
| 6.3 消突效果检验研究 | 第128-129页 |
| 6.4 本章小结 | 第129-130页 |
| 7 结论与展望 | 第130-134页 |
| 7.1 结论 | 第130-132页 |
| 7.2 创新点及展望 | 第132-134页 |
| 7.2.1 创新点 | 第132页 |
| 7.2.2 展望 | 第132-134页 |
| 参考文献 | 第134-144页 |
| 致谢 | 第144-146页 |
| 作者简介 | 第146页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第146页 |
| 在校期间参加科研项目 | 第146-147页 |
| 主要获奖 | 第147页 |