煤与瓦斯突出相似模拟试验及突出能量特征研究
| 摘要 | 第4-7页 |
| Abstract | 第7-10页 |
| 1 引言 | 第15-27页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外研究现状综述 | 第16-23页 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出机理假说概述 | 第16-18页 |
| 1.2.2 应力对煤与瓦斯突出的影响 | 第18-20页 |
| 1.2.3 煤与瓦斯突出模拟试验研究进展 | 第20-21页 |
| 1.2.4 突出过程中能量来源及转换 | 第21-22页 |
| 1.2.5 存在的关键科学问题 | 第22-23页 |
| 1.3 研究内容及拟解决的关键问题 | 第23-24页 |
| 1.3.1 研究目标 | 第23页 |
| 1.3.2 主要研究内容 | 第23-24页 |
| 1.3.3 拟解决的关键问题 | 第24页 |
| 1.4 研究方法和技术路线 | 第24-27页 |
| 1.4.1 研究方法 | 第24-25页 |
| 1.4.2 技术路线 | 第25-27页 |
| 2 煤与瓦斯突出相似模拟试验装置研发 | 第27-41页 |
| 2.1 试验系统研制目标与思路 | 第27-29页 |
| 2.1.1 试验系统研制思路 | 第27-28页 |
| 2.1.2 试验系统研制目标 | 第28-29页 |
| 2.2 相似设计 | 第29-30页 |
| 2.3 试验装置研制 | 第30-39页 |
| 2.3.1 试验装置组成 | 第30-38页 |
| 2.3.2 试验装置优点 | 第38-39页 |
| 2.4 本章小结 | 第39-41页 |
| 3 煤与瓦斯突出相似模拟试验研究 | 第41-67页 |
| 3.1 煤样参数测试 | 第41-45页 |
| 3.1.1 煤样基础参数测试 | 第41-42页 |
| 3.1.2 煤样孔隙结构分析 | 第42-45页 |
| 3.2 煤与瓦斯突出模拟试验过程 | 第45-51页 |
| 3.3 试验结果 | 第51-65页 |
| 3.3.1 突出粉煤的喷出速度 | 第51-56页 |
| 3.3.2 突出煤岩样分布 | 第56-61页 |
| 3.3.3 突出前后瓦斯压力与温度变化 | 第61-63页 |
| 3.3.4 突出对顶板岩层变形破坏的影响 | 第63-65页 |
| 3.4 本章小结 | 第65-67页 |
| 4 突出过程的能量特征及流变失稳机制 | 第67-89页 |
| 4.1 突出过程中应力演化规律 | 第67-72页 |
| 4.1.1 模型建立 | 第67-68页 |
| 4.1.2 模拟结果 | 第68-72页 |
| 4.2 煤与瓦斯突出的煤体损伤演化模型 | 第72-77页 |
| 4.2.1 煤岩蠕变过程的理论分析 | 第72-74页 |
| 4.2.2 含瓦斯煤岩蠕变损伤演化模型 | 第74-77页 |
| 4.3 突出过程的能量演化计算 | 第77-85页 |
| 4.3.1 煤与瓦斯突出的能量条件 | 第77-78页 |
| 4.3.2 煤岩损伤过程能量分析 | 第78-79页 |
| 4.3.3 突出准备阶段能量计算 | 第79-80页 |
| 4.3.4 突出发展阶段能量计算 | 第80-84页 |
| 4.3.5 突出结束阶段能量计算 | 第84-85页 |
| 4.4 煤与瓦斯突出的流变机制 | 第85-87页 |
| 4.4.1 含瓦斯煤的典型蠕变规律 | 第85-86页 |
| 4.4.2 采掘空间含瓦斯煤流变状态 | 第86-87页 |
| 4.5 本章小结 | 第87-89页 |
| 5 采动应力演化规律及对突出的影响 | 第89-113页 |
| 5.1 回采空间采动应力分布规律 | 第89-92页 |
| 5.2 煤体的变形破坏与本构关系 | 第92-94页 |
| 5.2.1 煤体的变形破坏 | 第92-93页 |
| 5.2.2 煤体本构关系 | 第93-94页 |
| 5.3 工作面前方煤体应力作用下初始失稳 | 第94-96页 |
| 5.3.1 工作面前方煤体应力演化特征 | 第94-95页 |
| 5.3.2 工作面前方煤体初始失稳 | 第95-96页 |
| 5.4 突出前煤壁应力状态计算模型 | 第96-99页 |
| 5.5 采煤工作面前方煤体应力状态数值模拟 | 第99-109页 |
| 5.5.1 基本假设 | 第100页 |
| 5.5.2 计算模型的建立 | 第100-104页 |
| 5.5.3 无断层影响工作面前方应力分布 | 第104-106页 |
| 5.5.4 有断层影响工作面前方应力分布 | 第106-109页 |
| 5.6 地应力在煤与瓦斯突出中的作用 | 第109-111页 |
| 5.7 本章小结 | 第111-113页 |
| 6 瓦斯对煤与瓦斯突出的影响 | 第113-127页 |
| 6.1 基于裂隙扩展的煤体失稳特征 | 第113-116页 |
| 6.1.1 外部载荷作用下裂隙扩展过程 | 第114-115页 |
| 6.1.2 孔隙气体作用下裂隙扩展机制 | 第115-116页 |
| 6.2 瓦斯在煤与瓦斯突出中的作用 | 第116-125页 |
| 6.2.1 瓦斯对煤体的蚀损破坏机制 | 第116-121页 |
| 6.2.2 瓦斯在突出过程中的作用 | 第121-125页 |
| 6.3 本章小结 | 第125-127页 |
| 7 基于流变假说的煤与瓦斯突出实例分析 | 第127-139页 |
| 7.1 大淑村矿 2 | 第127-133页 |
| 7.1.1 煤层孔隙分形规律 | 第127-130页 |
| 7.1.2 含瓦斯煤的蠕变规律 | 第130页 |
| 7.1.3 煤体流变特性的现场观测 | 第130-133页 |
| 7.2 煤与瓦斯突出案列 | 第133-136页 |
| 7.2.1 突出煤层概况 | 第133-134页 |
| 7.2.2 煤与瓦斯突出事故概况 | 第134-135页 |
| 7.2.3 事故原因 | 第135-136页 |
| 7.3 基于流变假说的突出过程分析 | 第136-137页 |
| 7.4 本章小结 | 第137-139页 |
| 8 结论与展望 | 第139-143页 |
| 8.1 主要结论 | 第139-141页 |
| 8.2 主要创新点 | 第141页 |
| 8.3 展望 | 第141-143页 |
| 参考文献 | 第143-153页 |
| 致谢 | 第153-155页 |
| 作者简介 | 第155-156页 |
