| 摘要 | 第3-5页 |
| ABSTRACT | 第5-7页 |
| 1 绪论 | 第12-28页 |
| 1.1 问题的提出、研究目的及意义 | 第12-16页 |
| 1.1.1 问题的提出 | 第12-15页 |
| 1.1.2 研究目的及意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 | 第16-26页 |
| 1.2.1 水力压裂研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.2 煤体瓦斯吸附/解吸、运移产出研究现状 | 第20-24页 |
| 1.2.3 存在的主要问题 | 第24-26页 |
| 1.3 论文的主要研究内容及技术路线 | 第26-28页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第26页 |
| 1.3.2 技术路线 | 第26-28页 |
| 2 煤岩体水力压裂渗流—损伤耦合模型及数值解法 | 第28-60页 |
| 2.1 概述 | 第28-30页 |
| 2.2 煤岩体水力压裂渗流—损伤耦合模型 | 第30-38页 |
| 2.2.1 煤岩体变形场控制方程 | 第30-31页 |
| 2.2.2 煤岩体渗流场控制方程 | 第31-32页 |
| 2.2.3 损伤对 HM 模型本构关系的影响 | 第32-36页 |
| 2.2.4 损伤对 HM 模型孔隙率、渗透率的影响 | 第36-37页 |
| 2.2.5 初始条件和边界条件 | 第37-38页 |
| 2.3 基于统计分布的煤岩体参数表征 | 第38-41页 |
| 2.4 煤岩体水力压裂渗流—损伤耦合模型的数值解法 | 第41-50页 |
| 2.4.1 应力计算的平衡方程离散化 | 第41-45页 |
| 2.4.2 渗流计算的连续性方程离散化 | 第45-47页 |
| 2.4.3 渗流—损伤耦合模型的总体控制方程 | 第47页 |
| 2.4.4 渗流—损伤耦合模型的求解策略 | 第47-50页 |
| 2.5 渗流—损伤耦合模型的程序验证 | 第50-58页 |
| 2.5.1 单一损伤场数值模拟 | 第50-53页 |
| 2.5.2 煤岩体水力压裂裂缝起裂数值模拟 | 第53-58页 |
| 2.6 本章小结 | 第58-60页 |
| 3 煤岩体水压裂缝扩展及瓦斯运移研究 | 第60-100页 |
| 3.1 概述 | 第60-61页 |
| 3.2 煤岩体水压裂缝扩展的影响因素研究 | 第61-74页 |
| 3.2.1 煤岩体的非均匀性对水压裂缝扩展的影响 | 第61-68页 |
| 3.2.2 初始地应力场对水压裂缝扩展的影响 | 第68-72页 |
| 3.2.3 钻孔孔径对水压裂缝扩展的影响 | 第72-74页 |
| 3.3 煤岩体水力压裂的控制方法研究 | 第74-85页 |
| 3.3.1 预先水力割缝导向压裂方法 | 第74-79页 |
| 3.3.2 多孔控制的水力压裂方法 | 第79-85页 |
| 3.4 煤岩体水力压裂对瓦斯运移的影响研究 | 第85-90页 |
| 3.4.1 煤岩体水力压裂的驱赶瓦斯效应 | 第85-87页 |
| 3.4.2 煤岩体水力压裂对瓦斯流态的影响 | 第87-89页 |
| 3.4.3 煤岩体水力压裂对瓦斯吸附解吸的影响 | 第89-90页 |
| 3.5 煤岩体水力压裂与瓦斯抽采统一数学模型及应用 | 第90-97页 |
| 3.5.1 煤岩体水压致裂后的瓦斯流场控制方程 | 第91-94页 |
| 3.5.2 煤岩体水压致裂后的瓦斯流场定解条件 | 第94页 |
| 3.5.3 煤岩体水压致裂后的瓦斯运移数值模拟 | 第94-97页 |
| 3.6 本章小结 | 第97-100页 |
| 4 低渗透煤岩体水力压裂单一裂缝扩展特性研究 | 第100-118页 |
| 4.1 概述 | 第100页 |
| 4.2 低渗透煤岩体水力压裂单一裂缝扩展数学模型 | 第100-107页 |
| 4.2.1 煤岩体变形模型 | 第101页 |
| 4.2.2 水压裂缝的缝内流体压降模型 | 第101-105页 |
| 4.2.3 水压裂缝扩展模型及扩展准则 | 第105-107页 |
| 4.3 低渗透煤岩体水力压裂单一裂缝扩展数值模拟 | 第107-116页 |
| 4.3.1 煤岩体水力压裂单一裂缝扩展数值模型计算参数 | 第107页 |
| 4.3.2 煤岩体水力压裂单一裂缝扩展数值模型的建立 | 第107-108页 |
| 4.3.3 煤岩体水力压裂单一裂缝扩展模型的数值求解 | 第108-110页 |
| 4.3.4 煤岩体水力压裂单一裂缝扩展数值模拟结果及分析 | 第110-116页 |
| 4.4 本章小结 | 第116-118页 |
| 5 煤岩体水力压裂后注水难易程度的判别模型研究 | 第118-130页 |
| 5.1 概述 | 第118页 |
| 5.2 煤体注水难易程度的判别指标 | 第118-119页 |
| 5.3 Fisher 判别法理论 | 第119-121页 |
| 5.3.1 Fisher 判别法的求解 | 第120页 |
| 5.3.2 判别准则 | 第120-121页 |
| 5.3.3 判别检验 | 第121页 |
| 5.4 可拓物元模型 | 第121-124页 |
| 5.4.1 经典域、节域及待评价物元确定 | 第121-122页 |
| 5.4.2 归一化 | 第122页 |
| 5.4.3 评价指标熵权的确定 | 第122-123页 |
| 5.4.4 关联函数的建立 | 第123页 |
| 5.4.5 综合关联度的计算 | 第123页 |
| 5.4.6 判定类别的确定 | 第123-124页 |
| 5.5 煤体注水难易程度的 Fisher 判别法应用 | 第124-126页 |
| 5.5.1 Fisher 判别分析模型的建立 | 第124页 |
| 5.5.2 Fisher 判别模型的检验与讨论 | 第124页 |
| 5.5.3 工程实例应用 | 第124-126页 |
| 5.6 煤体注水难易程度的可拓判别法应用 | 第126-128页 |
| 5.6.1 煤体注水难易程度分类 | 第126页 |
| 5.6.2 评价指标的经典域和节域确定 | 第126-127页 |
| 5.6.3 待评物元的确定 | 第127页 |
| 5.6.4 评价指标的熵权 | 第127页 |
| 5.6.5 关联度及类别判定 | 第127-128页 |
| 5.7 本章小结 | 第128-130页 |
| 6 煤岩体水力压裂技术及现场试验研究 | 第130-160页 |
| 6.1 煤岩体水力压裂技术研究 | 第130-137页 |
| 6.1.1 煤岩体水力压裂类型及钻孔布置方式确定 | 第131-132页 |
| 6.1.2 煤岩体水力压裂孔方位及孔径参数确定 | 第132-133页 |
| 6.1.3 煤岩体水力压裂设备及施工参数确定 | 第133-136页 |
| 6.1.4 煤岩体水力压裂效果及影响范围确定 | 第136-137页 |
| 6.2 穿层钻孔煤巷条带水力压裂现场试验研究 | 第137-147页 |
| 6.2.1 李子垭南二井概况 | 第137-139页 |
| 6.2.2 穿层钻孔煤巷条带水力压裂试验方案 | 第139-142页 |
| 6.2.3 穿层钻孔煤巷条带水力压裂试验结果及分析 | 第142-143页 |
| 6.2.4 穿层钻孔煤巷条带水力压裂对瓦斯运移影响分析 | 第143-147页 |
| 6.3 穿层钻孔石门揭煤水力压裂现场试验研究 | 第147-159页 |
| 6.3.1 岔角滩煤矿概况 | 第147页 |
| 6.3.2 穿层钻孔石门揭煤水力压裂试验方案 | 第147-151页 |
| 6.3.3 穿层钻孔石门揭煤水力压裂试验结果及分析 | 第151-153页 |
| 6.3.4 水力压裂影响范围的矿井瞬变电磁法探测 | 第153-158页 |
| 6.3.5 穿层钻孔石门揭煤水力压裂对瓦斯运移影响分析 | 第158-159页 |
| 6.4 本章小结 | 第159-160页 |
| 7 结论与展望 | 第160-164页 |
| 7.1 本文的主要研究成果及结论 | 第160-163页 |
| 7.2 后续研究工作的展望 | 第163-164页 |
| 致谢 | 第164-166页 |
| 参考文献 | 第166-176页 |
| 附录 | 第176-177页 |
| A. 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 | 第176-177页 |
| B. 作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 | 第177页 |
