| 摘要 | 第4-8页 |
| abstract | 第8-12页 |
| 1 绪论 | 第17-29页 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 | 第17-19页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第19-25页 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出机理的研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.2 掘进巷道应力状态的研究现状 | 第21-22页 |
| 1.2.3 应力与突出预测指标之间的关系 | 第22-25页 |
| 1.3 存在的问题与不足 | 第25页 |
| 1.4 主要研究内容和研究方法 | 第25-29页 |
| 1.4.1 研究目标 | 第25-26页 |
| 1.4.2 主要研究内容 | 第26页 |
| 1.4.3 研究方法及技术路线 | 第26-28页 |
| 1.4.4 创新点 | 第28-29页 |
| 2 掘进煤巷工作面煤体应力状态力学模型的建立 | 第29-55页 |
| 2.1 典型的掘进工作面前方煤体应力状态力学模型 | 第29-36页 |
| 2.1.1 掘进工作面前方煤体力学分布的特征 | 第29-30页 |
| 2.1.2 极限平衡力学模型 | 第30-33页 |
| 2.1.3 “球壳失稳”模型中的应力场分析 | 第33-35页 |
| 2.1.4 “蝶形”煤与瓦斯突出猜想中的力学分析 | 第35-36页 |
| 2.2 改进的掘进面应力状态解算力学模型 | 第36-42页 |
| 2.2.1 极限平衡区应力状态解算 | 第36-38页 |
| 2.2.2 弹性区应力状态解算 | 第38-40页 |
| 2.2.3 塑性区宽度解算 | 第40-42页 |
| 2.3 不同煤本构模型下应力状态和塑性区宽度算例分析 | 第42-52页 |
| 2.3.1 弹塑性假设下的算例分析 | 第43-48页 |
| 2.3.2 弹脆塑性假设下的算例分析 | 第48-51页 |
| 2.3.3 突出鉴定指标与掘进巷道应力分布影响参数之间的关系 | 第51-52页 |
| 2.4 本章小结 | 第52-55页 |
| 3 考虑煤体扩容和应变软化的应力状态解算 | 第55-75页 |
| 3.1 煤岩体的力学特性 | 第55-61页 |
| 3.1.1 煤岩体应变软化力学模型 | 第55-56页 |
| 3.1.2 煤岩体软化下的莫尔-库伦准则 | 第56-59页 |
| 3.1.3 煤岩体扩容的概念及理论 | 第59-61页 |
| 3.2 弹性区位移场和应力场解算 | 第61-64页 |
| 3.2.1 弹性区煤体的应力场解算 | 第61-63页 |
| 3.2.2 弹性区煤体位移场和应变的解算 | 第63-64页 |
| 3.3 塑性区位移场解算 | 第64-66页 |
| 3.3.1 塑性软化区的位移场解算 | 第64-65页 |
| 3.3.2 破裂带煤体的位移场解算 | 第65-66页 |
| 3.4 煤巷掘进工作面前方应力状态解算 | 第66-74页 |
| 3.4.1 应力状态方程的推导 | 第66-70页 |
| 3.4.2 忽略内摩擦角软化的应力状态解答 | 第70-71页 |
| 3.4.3 基于有限差分的应力状态数值解答 | 第71-74页 |
| 3.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 4 煤巷掘进模拟应力响应实验系统的设计与建立 | 第75-89页 |
| 4.1 膨胀剂的膨胀原理 | 第75-76页 |
| 4.2 煤巷掘进模拟实验系统的设计 | 第76-84页 |
| 4.2.1 煤巷掘进模拟系统组成介绍 | 第76-77页 |
| 4.2.2 恒推力钻进系统 | 第77-79页 |
| 4.2.3 煤巷掘进非均匀应力模拟箱体 | 第79-81页 |
| 4.2.4 信号采集和数据测量系统 | 第81-84页 |
| 4.3 煤巷掘进模拟实验设计 | 第84-88页 |
| 4.3.1 煤巷掘进模拟实验方案 | 第84-85页 |
| 4.3.2 煤巷掘进模拟实验流程 | 第85-88页 |
| 4.4 本章小结 | 第88-89页 |
| 5 煤巷掘进模拟应力响应实验结果及分析 | 第89-115页 |
| 5.1 煤巷掘进模拟实验中的应力响应分析 | 第89-106页 |
| 5.1.1 应力信号的分离与降噪 | 第89-98页 |
| 5.1.2 煤层模拟掘进过程中的应力变化趋势研究 | 第98-103页 |
| 5.1.3 煤层模拟掘进过程中的煤体应力波动特征研究 | 第103-106页 |
| 5.2 掘进过程中掘进状态参数的变化规律 | 第106-113页 |
| 5.2.1 模拟掘进过程中掘进状态参数的测量结果 | 第107-110页 |
| 5.2.2 模拟掘进过程中钻屑量与掘进速度的变化规律研究 | 第110-113页 |
| 5.3 本章小结 | 第113-115页 |
| 6 掘进面应力影响下的煤层瓦斯运移模拟研究 | 第115-139页 |
| 6.1 煤体原生结构模拟 | 第115-121页 |
| 6.1.1 煤的孔隙裂隙结构特点 | 第115-117页 |
| 6.1.2 几种常见的多孔介质结构模型 | 第117-119页 |
| 6.1.3 微观结构的随机生长四参数生成法 | 第119-121页 |
| 6.2 采用改进的随机生长法构造掘进工作面煤体结构 | 第121-129页 |
| 6.2.1 受载煤体渗透率和应变之间的关系 | 第121-124页 |
| 6.2.2 掘进工作面前方煤体结构的构建 | 第124-129页 |
| 6.3 掘进工作面煤层瓦斯运移的LBM数值模拟 | 第129-136页 |
| 6.3.1 格子Boltzmann方法介绍 | 第130页 |
| 6.3.2 格子Boltzmann方法的基本模型 | 第130-132页 |
| 6.3.3 LBM的计算步骤和流程 | 第132-133页 |
| 6.3.4 掘进面煤层瓦斯运移的数值模拟研究 | 第133-136页 |
| 6.4 本章小结 | 第136-139页 |
| 7 掘进巷道突出的力学致灾机理和现场合理掘进速度研究 | 第139-153页 |
| 7.1 煤巷掘进对应力状态的影响及致灾机理 | 第139-146页 |
| 7.1.1 动态应力场的演化过程 | 第139-140页 |
| 7.1.2 巷道掘进对煤体集中应力的影响 | 第140-141页 |
| 7.1.3 巷道掘进过程中煤岩动力灾害的能量指标 | 第141-145页 |
| 7.1.4 巷道掘进过程中煤层应力演化规律的数值解算 | 第145-146页 |
| 7.2 金辉万峰矿合理掘进速度的确定 | 第146-150页 |
| 7.2.1 万峰矿矿井概况 | 第146-147页 |
| 7.2.2 合理掘进速度的确定 | 第147-150页 |
| 7.3 本章小结 | 第150-153页 |
| 8 结论与展望 | 第153-157页 |
| 8.1 结论 | 第153-155页 |
| 8.2 不足与展望 | 第155-157页 |
| 参考文献 | 第157-167页 |
| 致谢 | 第167-169页 |
| 作者简介 | 第169页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第169页 |
| 在学期间申请的专利和软件著作权 | 第169-170页 |
| 在学期间参加科研项目 | 第170页 |
| 主要获奖 | 第170页 |
