| 中文摘要 | 第3-5页 |
| 英文摘要 | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第11-33页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第11-13页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第11-12页 |
| 1.1.2 研究目的及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 煤层群保护层开采国内外研究现状 | 第13-29页 |
| 1.2.1 煤层群保护层开采保护范围变化规律研究现状分析 | 第14-17页 |
| 1.2.2 煤层群保护层开采煤岩变形移动规律研究现状分析 | 第17-25页 |
| 1.2.3 煤层群保护层开采煤层瓦斯流动研究现状分析 | 第25-29页 |
| 1.3 研究内容及技术路线 | 第29-33页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第29-31页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第31-33页 |
| 2 深部煤岩体本构模型与保护层开采煤层瓦斯渗流多场耦合理论 | 第33-49页 |
| 2.1 煤岩体弹粘塑性损伤本构模型建立 | 第33-41页 |
| 2.1.1 流变模型理论 | 第33-35页 |
| 2.1.2 广义开尔文本构模型 | 第35-36页 |
| 2.1.3 考虑塑性损伤的煤岩体广义开尔文本构模型 | 第36-38页 |
| 2.1.4 考虑煤岩体裂隙闭合特征的弹性本构模型 | 第38-40页 |
| 2.1.5 煤岩体弹粘塑性损伤本构统一模型 | 第40-41页 |
| 2.2 煤层群保护层开采煤层瓦斯多场耦合渗流理论 | 第41-46页 |
| 2.2.1 固体变形场方程 | 第41-42页 |
| 2.2.2 基于两能态吸附热理论的温度场控制方程 | 第42-44页 |
| 2.2.3 应力场-温度场-孔隙控制方程 | 第44-45页 |
| 2.2.4 孔隙率-渗透率演化方程 | 第45页 |
| 2.2.5 考虑启动瓦斯压力梯度的渗流场控制方程 | 第45-46页 |
| 2.2.6 保护层开采层间瓦斯越流的控制方程 | 第46页 |
| 2.3 弹粘塑性损伤本构模型与保护层开采煤层瓦斯流动模型耦合 | 第46-47页 |
| 2.4 本章小结 | 第47-49页 |
| 3 深部不同倾角煤层群上保护层开采数值模拟研究 | 第49-95页 |
| 3.1 煤岩体弹粘塑性损伤本构模型的二次开发 | 第49-59页 |
| 3.1.1 复杂应力条件下弹粘塑性损伤本构模型的三维形式 | 第49-51页 |
| 3.1.2 弹粘塑性损伤统一本构模型的数值实现 | 第51-59页 |
| 3.2 煤岩体弹粘塑性损伤本构模型的数值计算及实验验证 | 第59-74页 |
| 3.2.1 塑性损伤断裂的经典岩石实验验证 | 第59-63页 |
| 3.2.2 广义开尔文流变体本构模型数值模型验证 | 第63-69页 |
| 3.2.3 弹粘塑损伤本构模型的物理相似模拟试验验证 | 第69-74页 |
| 3.3 深部煤层群保护层开采煤岩体移动变形数值模拟分析 | 第74-78页 |
| 3.3.1 几何模型及物理力学参数确定 | 第74-76页 |
| 3.3.2 不同倾角保护层开采煤岩移动破坏的数值计算结果 | 第76-78页 |
| 3.3.3 煤岩流变对被保护层变形及保护范围影响 | 第78页 |
| 3.4 煤层瓦斯流动多场耦合模型的数值求解与工程验证 | 第78-88页 |
| 3.4.1 煤层瓦斯流动THM多场耦合模型的数值求解 | 第78-80页 |
| 3.4.2 煤层瓦斯渗流多场耦合模型的工程验证分析 | 第80-88页 |
| 3.5 不同倾角煤层群上保护层开采瓦斯越流的数值模拟 | 第88-94页 |
| 3.5.1 煤层群上保护层开采数值计算模型 | 第88-89页 |
| 3.5.2 上保护层开采瓦斯越流规律 | 第89-92页 |
| 3.5.3 不同倾角煤层卸压角的变化规律及保护范围 | 第92-94页 |
| 3.6 本章小结 | 第94-95页 |
| 4 不同倾角煤层群上保护层开采物理相似模拟试验研究 | 第95-135页 |
| 4.1 物理相似模拟材料研究 | 第96-112页 |
| 4.1.1 物理相似模拟理论分析 | 第96页 |
| 4.1.2 物理相似模拟材料物理力学特性研究 | 第96-109页 |
| 4.1.3 物理相似模拟试验相似材料的确定 | 第109-112页 |
| 4.2 不同倾角煤层群上保护层开采物理相似模拟试验条件 | 第112-114页 |
| 4.2.1 相似模拟试验装置 | 第112页 |
| 4.2.2 测试系统与测试布置 | 第112-114页 |
| 4.2.3 试验方法与试验过程 | 第114页 |
| 4.3 不同倾角上保护层开采煤岩层变形破坏特征分析 | 第114-123页 |
| 4.3.1 上保护层开采煤岩层变形破坏特征 | 第114-122页 |
| 4.3.2 覆岩变形移动的时空演化特征 | 第122-123页 |
| 4.4 不同倾角煤层群上保护层开采卸压特征分析 | 第123-132页 |
| 4.4.1 被保护层应力卸压规律 | 第125-128页 |
| 4.4.2 被保护层膨胀变形变化规律 | 第128-130页 |
| 4.4.3 倾向边界卸压角的变化规律 | 第130-131页 |
| 4.4.4 变形参量划定保护范围分析 | 第131-132页 |
| 4.5 本章小结 | 第132-135页 |
| 5 深部煤层群上保护层开采现场试验与工程应用 | 第135-143页 |
| 5.1 现场试验内容与试验方法 | 第135-137页 |
| 5.2 砚石台煤矿上保护层开采的现场试验 | 第137-140页 |
| 5.2.1 工程概况 | 第137-138页 |
| 5.2.2 现场试验方案 | 第138页 |
| 5.2.3 试验结果与分析 | 第138-140页 |
| 5.3 深部煤层群上保护层开采保护范围划定方法分析 | 第140-141页 |
| 5.3.1 不同方法划定的保护范围 | 第140-141页 |
| 5.3.2 保护范围不同划定方法的特点分析 | 第141页 |
| 5.4 本章小结 | 第141-143页 |
| 6 结论与展望 | 第143-147页 |
| 6.1 主要结论 | 第143-144页 |
| 6.2 主要创新点 | 第144页 |
| 6.3 展望 | 第144-147页 |
| 致谢 | 第147-149页 |
| 参考文献 | 第149-159页 |
| 附录 | 第159-163页 |
| A. 作者攻读博士期间发表的学术论文 | 第159页 |
| B. 作者攻读博士期间参加的科研项目 | 第159页 |
| C. 煤岩体弹粘塑性损伤本构模型流变部分应力更新代码 | 第159-160页 |
| D. 煤岩体弹粘塑性损伤本构模型塑性屈服部分应力更新代码 | 第160-163页 |
