低渗透煤层高压注水驱替瓦斯机理及应用研究
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 1 引言 | 第12-13页 |
| 2 文献综述 | 第13-28页 |
| 2.1 选题意义及课题来源 | 第13-14页 |
| 2.2 单一低渗透煤层强化瓦斯抽采技术研究现状 | 第14-21页 |
| 2.2.1 水力化增透关键技术研究现状 | 第14-17页 |
| 2.2.2 煤层爆破增透技术研究现状 | 第17-20页 |
| 2.2.3 注气驱替瓦斯研究现状 | 第20-21页 |
| 2.3 煤层注水防治瓦斯技术研究现状 | 第21-25页 |
| 2.3.1 煤层注水技术研究现状 | 第21-22页 |
| 2.3.2 煤层注水渗流研究现状 | 第22-23页 |
| 2.3.3 水分对煤体瓦斯解吸影响研究现状 | 第23-24页 |
| 2.3.4 注水对煤层渗透性影响研究现状 | 第24-25页 |
| 2.4 论文研究内容及研究方法 | 第25-28页 |
| 2.4.1 研究内容 | 第25-26页 |
| 2.4.2 研究目的 | 第26页 |
| 2.4.3 研究方法 | 第26-28页 |
| 3 煤层注水驱替瓦斯两相渗流规律的理论研究 | 第28-55页 |
| 3.1 低渗透煤层特征分析 | 第28-31页 |
| 3.1.1 煤层结构 | 第28-29页 |
| 3.1.2 煤的内表面积 | 第29页 |
| 3.1.3 煤层的有效应力原理 | 第29-30页 |
| 3.1.4 煤层的渗透性 | 第30-31页 |
| 3.1.5 煤层分级标准 | 第31页 |
| 3.2 煤层瓦斯赋存、运移和产出特性 | 第31-35页 |
| 3.2.1 煤层瓦斯赋存机理 | 第32-33页 |
| 3.2.2 煤层瓦斯运移和产出特性 | 第33-35页 |
| 3.3 煤层注水驱替瓦斯两相渗流机理研究 | 第35-38页 |
| 3.3.1 煤层注水驱替瓦斯概述 | 第35页 |
| 3.3.2 煤层注水驱替瓦斯两相渗流机理 | 第35-36页 |
| 3.3.3 煤层注水驱替瓦斯渗流过程与区域划分 | 第36-37页 |
| 3.3.4 煤层注水驱替瓦斯物理模型及基本假设 | 第37-38页 |
| 3.4 煤层注水与瓦斯抽采单相渗流数学模型的建立 | 第38-45页 |
| 3.4.1 煤层注水渗流数学模型的建立 | 第38-42页 |
| 3.4.2 煤层瓦斯抽采渗流数学模型的建立 | 第42-45页 |
| 3.5 煤层注水驱替瓦斯两相渗流数学模型的建立 | 第45-49页 |
| 3.5.1 气水分界面压力方程 | 第46-47页 |
| 3.5.2 压力分布方程 | 第47页 |
| 3.5.3 渗流速度方程 | 第47-48页 |
| 3.5.4 瓦斯抽采流量计算公式 | 第48页 |
| 3.5.5 压力梯度公式 | 第48页 |
| 3.5.6 分界面运动规律 | 第48-49页 |
| 3.6 非活塞式驱替含水饱和度分布数学模型的建立 | 第49-54页 |
| 3.6.1 含水饱和度位置的变化规律 | 第49-52页 |
| 3.6.2 含水饱和度位置的运动速度 | 第52页 |
| 3.6.3 前缘含水饱和度的变化规律 | 第52-53页 |
| 3.6.4 平均饱和度的确定 | 第53-54页 |
| 3.7 本章小结 | 第54-55页 |
| 4 水分对煤体瓦斯解吸综合影响的实验研究 | 第55-76页 |
| 4.1 实验装置及方法 | 第55-58页 |
| 4.1.1 实验装置 | 第55-57页 |
| 4.1.2 实验方法 | 第57-58页 |
| 4.2 实验煤样及参数 | 第58-62页 |
| 4.2.1 煤样采集及制备 | 第58-61页 |
| 4.2.2 煤样参数测定 | 第61-62页 |
| 4.3 水分对煤瓦斯解吸特性影响实验 | 第62-68页 |
| 4.3.1 预制不同含水量煤样瓦斯解吸实验 | 第62-65页 |
| 4.3.2 高压注水对煤体瓦斯压力影响实验 | 第65-66页 |
| 4.3.3 注水后卸压煤体瓦斯解吸实验 | 第66-68页 |
| 4.4 水分对煤体瓦斯解吸综合影响实验 | 第68-74页 |
| 4.4.1 预制水分对煤体瓦斯解吸影响 | 第68-70页 |
| 4.4.2 注水对煤体瓦斯宏观驱赶作用 | 第70-72页 |
| 4.4.3 水分对煤体瓦斯微观置换解吸作用 | 第72-73页 |
| 4.4.4 注水对含瓦斯煤体瓦斯影响综合分析 | 第73-74页 |
| 4.5 本章小结 | 第74-76页 |
| 5 煤层注水促抽瓦斯及其影响因素的数值模拟研究 | 第76-95页 |
| 5.1 控制方程的建立 | 第76-78页 |
| 5.1.1 体积分数方程 | 第76-77页 |
| 5.1.2 动量守恒方程 | 第77-78页 |
| 5.2 几何模型建立及参数设定 | 第78-80页 |
| 5.2.1 工程概况 | 第78页 |
| 5.2.2 几何模型及网格划分 | 第78-80页 |
| 5.2.3 模拟参数设定及求解 | 第80页 |
| 5.3 注水前瓦斯抽采效果模拟及分析 | 第80-82页 |
| 5.3.1 抽采时瓦斯压力分布 | 第80-81页 |
| 5.3.2 抽采时瓦斯含量分布 | 第81-82页 |
| 5.4 煤层注水促抽瓦斯效果模拟及分析 | 第82-85页 |
| 5.4.1 注水时水与瓦斯体积分数分布 | 第83-84页 |
| 5.4.2 注水时煤层压力分布 | 第84-85页 |
| 5.5 注水后煤层瓦斯抽采效果模拟及分析 | 第85-88页 |
| 5.5.1 注水后水与瓦斯体积分数分布 | 第85-86页 |
| 5.5.2 注水后瓦斯压力及含量分布 | 第86-88页 |
| 5.6 煤层注水促抽瓦斯影响因素模拟及分析 | 第88-93页 |
| 5.6.1 注水时机选择 | 第88-89页 |
| 5.6.2 注水时间 | 第89页 |
| 5.6.3 注水压力 | 第89-90页 |
| 5.6.4 注水方式 | 第90-91页 |
| 5.6.5 钻孔布置方式 | 第91页 |
| 5.6.6 钻孔间距 | 第91-92页 |
| 5.6.7 钻孔直径 | 第92页 |
| 5.6.8 煤层渗透性 | 第92-93页 |
| 5.7 本章小结 | 第93-95页 |
| 6 煤层注水促抽瓦斯技术的现场试验研究 | 第95-117页 |
| 6.1 常村煤矿煤层注水促抽瓦斯试验 | 第95-100页 |
| 6.1.1 试验地点概况 | 第95-96页 |
| 6.1.2 试验方案及参数确定 | 第96-98页 |
| 6.1.3 注水前后瓦斯流量变化及分析 | 第98-100页 |
| 6.2 夏店煤矿煤层注水促抽瓦斯试验 | 第100-105页 |
| 6.2.1 试验地点概况 | 第100-101页 |
| 6.2.2 试验方案及参数确定 | 第101-104页 |
| 6.2.3 注水后瓦斯抽采参数变化及分析 | 第104-105页 |
| 6.3 注水促抽残余瓦斯含量测定 | 第105-109页 |
| 6.3.1 反转密封取样装置 | 第106-107页 |
| 6.3.2 测定方法及过程 | 第107-108页 |
| 6.3.3 瓦斯含量测定结果及分析 | 第108-109页 |
| 6.4 注水前后煤体相关参数分析 | 第109-115页 |
| 6.4.1 注水前后煤体水分变化 | 第109-110页 |
| 6.4.2 注水对煤体瓦斯放散初度影响 | 第110-111页 |
| 6.4.3 注水对煤体孔隙结构的影响 | 第111-115页 |
| 6.5 本章小结 | 第115-117页 |
| 7 结论 | 第117-120页 |
| 7.1 研究结论 | 第117-118页 |
| 7.2 创新点 | 第118页 |
| 7.3 研究展望 | 第118-120页 |
| 参考文献 | 第120-132页 |
| 作者简历及在学研究成果 | 第132-135页 |
| 学位论文数据集 | 第135页 |
