| 摘要 | 第5-8页 |
| Abstract | 第8-10页 |
| 1 绪论 | 第15-25页 |
| 1.1 选题背景 | 第15-16页 |
| 1.1.1 问题的提出 | 第15页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外研究现状及存在问题 | 第16-22页 |
| 1.2.1 细观尺度采场裂隙研究现状 | 第16-18页 |
| 1.2.2 宏观尺度采场裂隙研究现状 | 第18-19页 |
| 1.2.3 瓦斯流动及卸压抽采研究现状 | 第19-21页 |
| 1.2.4 存在问题 | 第21-22页 |
| 1.3 主要研究内容与方法 | 第22-25页 |
| 1.3.1 主要研究内容 | 第22页 |
| 1.3.2 技术路线图 | 第22-25页 |
| 2 采动煤岩体瓦斯通道分类及其形成机制 | 第25-49页 |
| 2.1 煤体微结构 | 第25-27页 |
| 2.1.1 孔隙结构特征 | 第25-26页 |
| 2.1.2 裂隙结构特征 | 第26-27页 |
| 2.1.3 影响煤体微结构的主要因素 | 第27页 |
| 2.2 煤岩体瓦斯通道 | 第27-31页 |
| 2.2.1 煤岩体瓦斯通道类型 | 第27-28页 |
| 2.2.2 宏细观瓦斯通道判据 | 第28-31页 |
| 2.3 煤岩体瓦斯通道空间分布 | 第31-34页 |
| 2.3.1 垂直方向上煤岩体瓦斯通道分布 | 第32-33页 |
| 2.3.2 推进方向上煤岩体瓦斯通道分布 | 第33-34页 |
| 2.4 工作面超前支承压力分布规律 | 第34-38页 |
| 2.4.1 支承压力演化规律 | 第34-35页 |
| 2.4.2 支承压力表达公式 | 第35-38页 |
| 2.5 工作面前方煤岩体瓦斯通道形成机制 | 第38-46页 |
| 2.5.1 弹性区细观瓦斯通道形成机制 | 第38-42页 |
| 2.5.2 峰值点宏观瓦斯通道形成机制 | 第42页 |
| 2.5.3 极限平衡区宏观瓦斯通道形成机制 | 第42-43页 |
| 2.5.4 工作面前方煤岩体裂隙闭合度力学分析 | 第43-46页 |
| 2.6 本章小结 | 第46-49页 |
| 3 煤体宏细观尺度裂隙发育实验室研究 | 第49-75页 |
| 3.1 实验设计 | 第49-52页 |
| 3.1.1 实验目的 | 第49页 |
| 3.1.2 宏观实验 | 第49页 |
| 3.1.3 细观实验 | 第49-50页 |
| 3.1.4 实验组数与样品尺寸 | 第50页 |
| 3.1.5 实验误差说明 | 第50-52页 |
| 3.1.6 细观实验研究对象 | 第52页 |
| 3.2 细观实验结果分析 | 第52-62页 |
| 3.2.1 煤体的微结构及原始损伤 | 第52-54页 |
| 3.2.2 原始损伤发育 | 第54-57页 |
| 3.2.3 原始损伤发育—次生裂纹的形成 | 第57-58页 |
| 3.2.4 原生裂纹的变化 | 第58-60页 |
| 3.2.5 裂纹的发育特征 | 第60-62页 |
| 3.3 宏观实验结果分析 | 第62-74页 |
| 3.3.1 弯曲点与横向次生裂纹的联系 | 第62-63页 |
| 3.3.2 应力应变全曲线过程中裂纹发育特征 | 第63-71页 |
| 3.3.3 原生裂纹与次生裂纹的发育特点 | 第71-74页 |
| 3.4 本章小结 | 第74-75页 |
| 4 工作面前方瓦斯通道分区及瓦斯流态 | 第75-105页 |
| 4.1 工作面前方瓦斯通道分区 | 第75-80页 |
| 4.2 采动裂隙闭合区域分析 | 第80-82页 |
| 4.3 采动煤岩体瓦斯通道现场观测研究 | 第82-92页 |
| 4.3.1 采动煤岩体细观瓦斯通道现场观测 | 第82-87页 |
| 4.3.2 采动煤岩体宏观瓦斯通道现场观测 | 第87-88页 |
| 4.3.3 采动煤岩体瓦斯通道演变机制 | 第88-90页 |
| 4.3.4 瓦斯通道的现场观测验证 | 第90-92页 |
| 4.4 瓦斯流动状态 | 第92-96页 |
| 4.4.1 瓦斯在孔隙系统中的扩散定律 | 第92页 |
| 4.4.2 瓦斯在裂隙系统的渗流规律 | 第92-95页 |
| 4.4.3 工作面前方采动煤岩体内瓦斯流动状态 | 第95-96页 |
| 4.5 煤岩体渗透率演化规律 | 第96-103页 |
| 4.5.1 渗透率演化规律实验室研究 | 第97-98页 |
| 4.5.2 渗透率演化规律现场实测研究 | 第98-100页 |
| 4.5.3 渗透率的影响因素 | 第100-102页 |
| 4.5.4 渗透率计算模型 | 第102-103页 |
| 4.6 本章小结 | 第103-105页 |
| 5 煤岩体瓦斯流动气固耦合数值模拟研究 | 第105-135页 |
| 5.1 煤岩应力场模型 | 第105-107页 |
| 5.1.1 煤岩应力平衡方程 | 第105-106页 |
| 5.1.2 煤岩几何方程 | 第106页 |
| 5.1.3 煤岩线弹性本构方程 | 第106-107页 |
| 5.1.4 煤岩体屈服条件 | 第107页 |
| 5.1.5 煤岩残余流动理论 | 第107页 |
| 5.2 瓦斯运移模型 | 第107-114页 |
| 5.2.1 瓦斯运动方程 | 第107-108页 |
| 5.2.2 气体状态方程 | 第108-109页 |
| 5.2.3 瓦斯含量方程 | 第109-110页 |
| 5.2.4 连续性方程 | 第110-111页 |
| 5.2.5 瓦斯流动数学模型 | 第111-112页 |
| 5.2.6 孔隙率和渗透率演化模型 | 第112-114页 |
| 5.2.7 流固耦合模型 | 第114页 |
| 5.3 工作面前方煤岩体瓦斯流动气固耦合数值模拟分析 | 第114-134页 |
| 5.3.1Comsol Multiphysics软件简介 | 第114-116页 |
| 5.3.2 模型建立与基本假设 | 第116-117页 |
| 5.3.3 数值模拟模块的应用 | 第117-119页 |
| 5.3.4 数值模拟结果分析 | 第119-132页 |
| 5.3.5 达西流与非达西流对比分析 | 第132-134页 |
| 5.4 本章小结 | 第134-135页 |
| 6 结论与展望 | 第135-139页 |
| 6.1 结论 | 第135-137页 |
| 6.2 创新点 | 第137页 |
| 6.3 展望 | 第137-139页 |
| 参考文献 | 第139-147页 |
| 致谢 | 第147-149页 |
| 作者简介 | 第149页 |
| 在学期间发表的学术论文 | 第149页 |
| 在学期间参加科研项目 | 第149页 |
| 主要获奖 | 第149页 |