| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 研究背景和研究意义 | 第13-14页 |
| 1.2 压裂技术研究现状 | 第14-25页 |
| 1.2.1 煤层水压致裂研究现状 | 第14-17页 |
| 1.2.2 煤层气压致裂研究现状 | 第17-23页 |
| 1.2.3 气压致裂诱致损伤研究现状 | 第23-25页 |
| 1.3 研究内容与技术路线 | 第25-29页 |
| 第2章 高压空气爆破试验 | 第29-55页 |
| 2.1 引言 | 第29-30页 |
| 2.2 高压空气爆破试验系统简介 | 第30-32页 |
| 2.3 气爆应力波测试 | 第32-36页 |
| 2.3.1 气爆测试筒Ⅰ | 第32-34页 |
| 2.3.2 气爆测试筒Ⅱ | 第34-36页 |
| 2.4 气爆试验测试与分析 | 第36-54页 |
| 2.4.1 试验前期准备 | 第36-39页 |
| 2.4.2 自由边界气爆试验 | 第39-46页 |
| 2.4.3 约束边界气爆试验 | 第46-52页 |
| 2.4.4 内置人工裂隙自由边界气爆试验 | 第52-54页 |
| 2.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第3章 基于流固耦合理论的煤岩体压裂损伤模型 | 第55-79页 |
| 3.1 控制方程 | 第55-60页 |
| 3.1.1 运动方程 | 第55-56页 |
| 3.1.2 静力平衡方程 | 第56页 |
| 3.1.3 气体渗流方程 | 第56-58页 |
| 3.1.4 水渗流方程 | 第58-59页 |
| 3.1.5 煤层瓦斯渗流方程 | 第59-60页 |
| 3.2 损伤分析理论 | 第60-63页 |
| 3.2.1 弹性损伤本构关系 | 第60-62页 |
| 3.2.2 损伤对岩体力学参数的影响 | 第62-63页 |
| 3.3 岩体力学参数非均匀性赋值方法 | 第63-64页 |
| 3.4 岩石气爆损伤模型的有限元求解 | 第64-67页 |
| 3.4.1 COMSOL Multiphysics简介 | 第64-65页 |
| 3.4.2 损伤演化的数值求解思路 | 第65-67页 |
| 3.5 爆生裂纹模拟的有效性验证 | 第67-68页 |
| 3.6 气体准静态压力作用过程的有效性验证 | 第68-72页 |
| 3.7 炮孔中气体状态的有效性验证 | 第72-76页 |
| 3.8 本章小结 | 第76-79页 |
| 第4章 高压空气爆破的数值模拟 | 第79-99页 |
| 4.1 引言 | 第79-80页 |
| 4.2 高压空气爆破试验的数值模拟 | 第80-86页 |
| 4.2.1 高压气体加载曲线的反分析 | 第80-82页 |
| 4.2.2 高压空气爆破损伤区演化过程 | 第82-86页 |
| 4.3 高压空气爆破提高瓦斯抽采的数值模拟 | 第86-90页 |
| 4.3.1 不考虑地应力时的高压空气爆破及瓦斯抽采 | 第86-88页 |
| 4.3.2 考虑地应力时的高压空气爆破及瓦斯抽采 | 第88-90页 |
| 4.4 新安矿采煤工作面气爆致裂过程的数值模拟 | 第90-97页 |
| 4.4.1 新安矿8号煤层气爆试验工作面简介 | 第91-92页 |
| 4.4.2 新安矿8号煤层高压空气爆破的数值模拟 | 第92-97页 |
| 4.5 本章小结 | 第97-99页 |
| 第5章 气压致裂过程影响因素数值模拟 | 第99-121页 |
| 5.1 引言 | 第99页 |
| 5.2 水压致裂与气压致裂试验的数值模拟 | 第99-109页 |
| 5.2.1 水压致裂模型及其数值求解正确性的验证 | 第99-102页 |
| 5.2.2 气压致裂模型及其数值求解正确性的验证 | 第102-105页 |
| 5.2.3 不同围压条件下水压致裂的数值模拟 | 第105-109页 |
| 5.3 气压致裂效果的影响因素分析 | 第109-119页 |
| 5.3.1 岩体均质度对气压致裂效果影响的数值模拟与分析 | 第110页 |
| 5.3.2 不同岩性对气压致裂效果影响的数值模拟与分析 | 第110-113页 |
| 5.3.3 不同气体对气压致裂效果影响的数值模拟与分析 | 第113-116页 |
| 5.3.4 气体流速对气压致裂效果影响的数值模拟与分析 | 第116-119页 |
| 5.4 本章小结 | 第119-121页 |
| 第6章 含夹矸煤层气体致裂的数值模拟 | 第121-149页 |
| 6.1 引言 | 第121-122页 |
| 6.2 复合储层水压致裂模型验证 | 第122-124页 |
| 6.2.1 复合储层水压致裂的数值模型 | 第122-123页 |
| 6.2.2 复合储层水压致裂的模拟结果与对比验证 | 第123-124页 |
| 6.3 某矿区工况简介及模型建立 | 第124-125页 |
| 6.3.1 某矿区含夹矸煤层描述 | 第124-125页 |
| 6.3.2 模型建立 | 第125页 |
| 6.4 含夹矸煤层气压致裂效果及影响因素分析 | 第125-138页 |
| 6.4.1 夹矸层厚度对气压致裂效果的影响 | 第128-131页 |
| 6.4.2 夹矸层与压裂孔中心距离对气压致裂效果的影响 | 第131-136页 |
| 6.4.3 夹矸层渗透率对气压致裂效果的影响 | 第136页 |
| 6.4.4 围压对气压致裂效果的影响 | 第136-138页 |
| 6.5 含夹矸煤层气爆致裂效果及影响因素分析 | 第138-148页 |
| 6.5.1 夹矸层厚度对气爆致裂效果的影响 | 第141-144页 |
| 6.5.2 夹矸层与压裂孔中心距离对气爆致裂效果的影响 | 第144-146页 |
| 6.5.3 气体压力对气爆致裂效果的影响 | 第146-147页 |
| 6.5.4 围压对气爆致裂效果的影响 | 第147-148页 |
| 6.6 本章小结 | 第148-149页 |
| 第7章 结论与展望 | 第149-151页 |
| 7.1 本文的主要结论 | 第149-150页 |
| 7.2 本文的不足与展望 | 第150-151页 |
| 参考文献 | 第151-161页 |
| 致谢 | 第161-163页 |
| 作者简介 | 第163页 |
