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突出煤层穿层钻孔诱导喷孔孔群增透机理及其在瓦斯抽采中的应用

致谢第1-6页
摘要第6-7页
Abstract第7-15页
1 绪论第15-27页
   ·研究背景及意义(Research Background and Significance)第15-19页
     ·中国煤与瓦斯突出灾害的严重性(Seriousness of Coal and Gas Outburst Hazard in China)第15-16页
     ·低透气性突出煤层增透研究的必要性(The Research Necessity of Permeability-increasing of Outburst Coal Seams with Low Permeability)第16-18页
     ·研究目的及意义(Purpose and Significance of Research)第18-19页
   ·国内外研究现状(Present Research Situation of Home and Abroad)第19-25页
     ·钻孔喷孔机理研究(Borehole Blowout Mechanism in Drilling Boreholes)第19-21页
     ·煤层增透技术及机理研究(Permeability-increasing Technology and Mechanism of Coal Seams)第21-23页
     ·煤层瓦斯流动理论研究(Gas Flow Theory in Coal Seams)第23-25页
   ·主要研究内容及技术路线(Main Research Contents and Technical Route)第25-27页
     ·主要研究内容(Main Research Contents)第25-26页
     ·技术路线(Technical Route)第26-27页
2 钻孔喷孔力学作用机理及控制诱导技术第27-54页
   ·喷孔过程及特点分析(Process and Characters of Borehole Blowout)第27-30页
     ·喷孔过程描述(Process of Borehole Blowout)第27-29页
     ·喷孔特点分析(Characters of Borehole Blowout)第29-30页
   ·喷孔力学作用机理解析(Mechanical Mechanism of Borehole Blowout)第30-44页
     ·钻孔突出力学分析模型(Mechanical Model of Borehole Outburst)第30-31页
     ·钻孔突出准备过程(Preparing Process of Borehole Outburst)第31-38页
     ·钻孔突出发动(Start of Borehole Outburst)第38-42页
     ·钻孔突出的发展(Development of Borehole Outburst)第42-44页
     ·钻孔喷孔机理(Mechanism of Borehole Blowout)第44页
   ·钻孔喷孔控制技术(Technology of Borehole Blowout Control)第44-50页
     ·留设足够厚度的安全岩柱(Remain Safety Rock Pillar with Enough Thickness)第45页
     ·孔口安装导喷系统(Fix Blowout-Leading System in Borehole Orifice)第45-49页
     ·喷孔时的钻进工艺(Drilling Technology in Borehole Blowout)第49-50页
   ·钻孔喷孔诱导技术(Inducement Technology of Borehole Blowout)第50-52页
     ·诱导破裂区煤体失稳(Induce Coal Losing Stability)第51页
     ·提高钻孔输运能力(Improve Transport Capacity of Borehole)第51-52页
   ·本章小结(Chapter Conclusions)第52-54页
3 喷孔孔洞周围煤体应力分布及移动变形规律数值模拟第54-77页
   ·喷孔孔洞周围煤体的移动变形规律(Movement and Deformation Rules of Coal around Blowout Borehole)第54-62页
     ·含瓦斯煤的流变特性[135(]Rheology Characteristics of Coal Containing Gas)第54-56页
     ·孔洞周围含瓦斯煤体流变分析(Rheology State of Coal Containing Gas around Blowout Borehole)第56-58页
     ·孔洞周围含瓦斯煤体蠕变分析(Creep Analysis of Coal Containing Gas around Blowout Borehole)第58-62页
   ·FLAC3D 程序简介(Introduction of FLAC3D)第62-64页
     ·基本原理(Basic Theory)第62页
     ·FLAC3D 软件优点(Advantages of FLAC3D)第62-63页
     ·FLAC3D 工作流程(Work Flow of FLAC3D)第63-64页
   ·数值模型建立(Model Establishment)第64-65页
     ·模型设计(Model Design)第64页
     ·模型尺寸及边界条件(Model Size and Boundary Condition)第64-65页
   ·数值模拟结果分析(Results Analysis of Numerical Simulation)第65-76页
     ·孔洞周边煤体应力分布规律(Stress Distribution of Coal around Blowout Borehole)第65-69页
     ·孔洞周边煤体移动变形规律(Movement and Deformation Rules of Coal around Blowout Borehole)第69-71页
     ·喷孔孔洞尺寸的影响(Influence of Blowout Cavern Size)第71-74页
     ·煤层埋藏深度的影响(Influence of Buried Depth of Coal Seams)第74-75页
     ·煤层厚度的影响(Influence of Coal Seam Thickness)第75-76页
   ·本章小结(Chapter Conclusions)第76-77页
4 诱导喷孔孔群增透方法及增透机理第77-110页
   ·煤体内孔隙和裂隙分布(Distribution of Porosity and Fracture in Coal Seams)第77-79页
     ·宏观裂隙(Macro-fracture)第77-78页
     ·显微裂隙(Micro-fracture)第78页
     ·孔隙(Porosity)第78-79页
   ·煤层渗透率及影响因素(Coal Permeability Coefficient and Influence Factors)第79-81页
   ·应力对煤岩体渗透性的影响机制(Influence Mechanism of Stress to Coal-rock Body’s Permeability )第81-84页
   ·喷孔增透机理(Permeability-increasing Theory of Borehole Blowout)第84-88页
     ·微裂隙孔隙的破裂(Rupture of Micro-fracture and Porosity)第84-85页
     ·孔隙裂隙扩展贯通(Expand and Connect of Fracture and Porosity)第85-86页
     ·钻孔喷孔增透机理(Permeability-increasing Theory of Borehole Blowout)第86-87页
     ·喷孔增透特点(Permeability-increasing Characters around Blowout Borehole)第87-88页
   ·诱导喷孔孔群增透方法(Permeability-increasing Method of Array Blowout-inducing Boreholes)第88-94页
     ·诱导喷孔孔群增透必要性(Necessity of Coal Permeability-increasing using Array Blowout-inducing Boreholes)第88-89页
     ·底板岩巷穿层钻孔预抽瓦斯掩护煤巷掘进方法(Roadway Tunneling Method with the Help of Gas Pre-drainage by Crossing Boreholes in Rock Roadway)第89-90页
     ·诱导喷孔孔群增透方法(Permeability-increasng Method using Blowout-inducing Boreholes)第90-92页
     ·诱导喷孔孔群范围应力状态分析(Stress Distribution of the Area with Array Blowout-inducing Boreholes)第92-94页
   ·结合水力破裂的诱导喷孔孔群增透方法(Permeability-increasing Method of Array Blowout-inducing Boreholes conbining with Hydraulic Rupture)第94-102页
     ·水力破裂作用分析(Function of Hydraulic Rupture)第94-98页
     ·水力破裂方法(Method of Hydraulic Rupture)第98-100页
     ·结合水力破裂的钻孔喷孔孔群增透方法(Permeability-increasing Method using Array Blowout Boreholes combining with Hydraulic Rupture)第100-102页
   ·其它辅助措施(Other Support Measures)第102页
   ·诱导喷孔孔群增透机理(Permeability-increasing Theory Using Array Blowout-inducing Boreholes)第102-104页
   ·诱导喷孔孔群增透的表征(Token of Coal Permeability-increasing using Array Blowout-inducing Boreholes)第104-108页
     ·煤体渗透性与裂隙孔隙率的关系(Relationship Between Coal Permeability and Coal Porosity)第104-105页
     ·煤体变形与裂隙孔隙率的关系(Relationship Between Coal Deformation and Coal Porosity)第105-107页
     ·诱导喷孔孔群增透的表征(Token of Coal Permeability-increasing with Array Blowout-inducing Boreholes)第107-108页
   ·本章小结(Chapter Conclusions)第108-110页
5 孔群增透范围瓦斯流动模式第110-121页
   ·煤层瓦斯赋存特征(Characteristics of Gas Occurrence in Coal Seams)第110-112页
     ·煤层瓦斯赋存状态(Gas Occurrence Status in Coal Seams)第110页
     ·煤层瓦斯吸附特性(Gas Absorption Characteristics in Coal Seams)第110-111页
     ·煤层瓦斯压力及含量(Gas Pressure and Content in Coal Seams)第111-112页
   ·煤层瓦斯抽采过程分析(Process of Gas Drainage in Coal Seams)第112-114页
     ·瓦斯解吸(Gas Desorption)第112页
     ·瓦斯扩散(Gas Diffusion)第112-113页
     ·瓦斯渗流(Gas Seepage)第113-114页
   ·孔群增透范围煤体瓦斯流动模式(Gas Flow Model in Permeability-increasing Coal with Blowout Boreoles)第114-116页
     ·原始煤体瓦斯流动模式(Gas Flow Model in Original Coal Seams)第114-115页
     ·孔群增透范围内煤层瓦斯流动模式(Gas Flow Model in Permeability-increasing Coal with Blowout Boreholes)第115-116页
   ·孔群增透范围煤层瓦斯流动模型(Gas Flow Model in Permeability-increasing Coal with Blowout Boreholes)第116-120页
     ·孔隙系统的扩散运动方程(Gas Diffusion of Coal Porosity System)第116-117页
     ·裂隙系统的渗流运动方程(Gas Seepage Equation of Coal Fracture System)第117-118页
     ·瓦斯抽采模型(Gas Drainage Model)第118-120页
   ·本章小结(Chapter Conclusions)第120-121页
6 穿层钻孔诱导喷孔孔群增透方法的工程应用第121-137页
   ·试验工作面概况(General Situation of the Experimental Working Face)第121-123页
     ·工作面开采参数(Exploitation Parameters of 713 Working Face)第121页
     ·工作面煤层赋存特征(Coal Occurence Characters of 713 Working Face)第121-122页
     ·工作面瓦斯赋存特征(Gas Occurence Characters of 713 Working Face)第122页
     ·工作面突出危险性(Outburst Hazard of 713 Working Face)第122-123页
   ·底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采方案(Gas Drainage Plan of Crossing Boreholes Drilling from Coal Bottom Road)第123-127页
     ·穿层钻孔与顺层钻孔瓦斯治理模式(Regional Gas Control Model of Crossing Seam and Along Seam)第123-124页
     ·底板巷位置确定(Position of Coal Bottom Road)第124-125页
     ·钻场和钻孔参数设计(Design Parameters of Drilling Field and Boreholes)第125-126页
     ·水力诱导钻孔喷孔施工(Hydraulic Blowout-inducing in Drilling Boreholes)第126-127页
   ·钻孔施工喷孔及增透效果分析(Blowout-inducing Situation and Permeability-increasing Effect)第127-128页
   ·孔群范围瓦斯抽采效果统计分析(Gas Drainage Effect in Areas Using Array Blowout-inducing Boreholes)第128-132页
     ·初期瓦斯抽采统计分析(Gas Drainage in Initial Stage)第128-129页
     ·单个钻场瓦斯抽采统计分析(Gas Drainage of Single Drilling Field)第129-131页
     ·底板巷瓦斯抽采统计分析(Gas Drainage of Coal Bottom Road)第131-132页
   ·预抽瓦斯消突效果验证(Effect Verification of Outburst Danger Eliminating after Gas Pre-drainage)第132-135页
     ·机巷掘进效检指标(Effect Test Index in Headentry Driving)第132-134页
     ·风巷掘进效检指标(Effect Test Index in Tailentry Excavation)第134-135页
     ·机巷、风巷效检指标对比分析(Comparative Analysis of Effect Test Index in Headentry and Tailentry Driving)第135页
     ·掘进效果对比分析(Effect of Headentry Driving)第135页
   ·本章小结(Chapter Conclusions)第135-137页
7 结论及展望第137-140页
   ·主要结论(Main Conclusions)第137-139页
   ·创新点(Innovations)第139页
   ·进一步研究展望(Prospects of Future Study)第139-140页
参考文献第140-148页
作者简历第148-151页
学位论文数据集第151页

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