煤層瓦斯注熱開采的理論與方法一直是煤礦安全工程和巖土工程領(lǐng)域研究的難點，涉及煤體微觀變形，瓦斯解吸，煤體溫度場、應力場以及水和瓦斯?jié)B流場耦合等理論問題。本書主要開展注熱強化煤層瓦斯抽采的細觀機理與理論研究工作，采用細觀與宏觀實驗、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對煤層瓦斯賦存與運移的規(guī)律進行細致翔實的介紹，對揭示含瓦斯煤層“壓裂—注熱—漸進解吸瓦斯”過程的規(guī)律具有科學意義，能夠為注熱開采煤層瓦斯和瓦斯災害防治工程提供技術(shù)支撐和理論指導。本書適合煤層瓦斯熱采及瓦斯災害防治工程技術(shù)人員以及研究人員、大中專院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀參考。
第1章緒論001
1.1注熱強化煤層瓦斯抽采背景簡介002
1.2相關(guān)理論的發(fā)展現(xiàn)狀003
1.2.1煤體瓦斯吸附解吸理論003
1.2.2煤體瓦斯?jié)B流理論006
1.2.3耦合作用下瓦斯?jié)B流理論009
1.3本書內(nèi)容簡介013
1.3.1主要內(nèi)容013
1.3.2關(guān)鍵技術(shù)015
參考文獻016
第2章注熱強化煤樣瓦斯解吸025
2.1注熱強化煤粉瓦斯吸附解吸027
2.1.1實驗方案027
2.1.2實驗結(jié)果與分析030
2.2注熱強化塊煤樣瓦斯吸附解吸033
2.2.1實驗方案033
2.2.2實驗結(jié)果與分析035
2.3瓦斯吸附解吸對煤樣的變形影響037
2.3.1實驗方案037
2.3.2實驗結(jié)果及分析038
2.4本章小結(jié)041
參考文獻042
第3章注熱強化煤巖孔隙演變045
3.1隨溫度作用的煤巖孔隙特征統(tǒng)計分析047
3.1.1隨溫度作用的煤巖孔隙特征細觀統(tǒng)計分析原理048
3.1.2貧煤試件統(tǒng)計分析049
3.1.3花崗巖試件統(tǒng)計分析051
3.1.4細砂巖試件統(tǒng)計分析052
3.1.5石灰?guī)r試件統(tǒng)計分析053
3.1.6焦煤試件統(tǒng)計分析053
3.2隨溫度作用煤巖特征孔隙團大小及形狀變化分析054
3.2.1貧煤試件特征孔隙團分析055
3.2.2花崗巖試件特征孔隙團分析057
3.2.3細砂巖試件特征孔隙團分析058
3.2.4石灰?guī)r試件特征孔隙團分析060
3.2.5焦煤試件特征孔隙團分析061
3.3煤巖孔隙細觀結(jié)構(gòu)隨溫度增加演變規(guī)律063
3.4本章小結(jié)065
參考文獻066
第4章注熱強化煤巖細觀結(jié)構(gòu)演變069
4.1隨溫度作用煤巖CT掃描細觀統(tǒng)計分析071
4.1.1實驗方案071
4.1.2分析原理072
4.1.3褐煤試樣統(tǒng)計分析073
4.1.4瘦煤試樣統(tǒng)計分析077
4.1.5無煙煤試樣統(tǒng)計分析081
4.2隨溫度作用煤巖CT掃描特征孔隙團大小變化分析084
4.2.1分析原理084
4.2.2褐煤CT掃描實驗086
4.2.3瘦煤CT掃描實驗086
4.2.4無煙煤CT掃描實驗088
4.3本章小結(jié)090
參考文獻091
第5章注熱強化瓦斯抽采的固流熱耦合數(shù)學模型093
5.1固流熱耦合數(shù)學模型建立094
5.1.1注熱強化煤層瓦斯開采機理分析094
5.1.2基本假設095
5.1.3瓦斯?jié)B流方程098
5.1.4水滲流控制方程100
5.1.5溫度場控制方程101
5.1.6煤巖體變形方程102
5.2注熱強化瓦斯抽采的熱-流-固耦合數(shù)學模型103
5.2.1數(shù)學模型方程組建立103
5.2.2數(shù)學模型分析104
5.3本章小結(jié)106
第6章注熱強化煤層瓦斯抽采數(shù)值模擬計算109
6.1數(shù)值解法分析110
6.1.1瓦斯?jié)B流方程的線性近似110
6.1.2瓦斯?jié)B流方程的泛函及離散112
6.1.3傳熱方程的泛函及離散113
6.1.4固體變形方程的泛函及離散114
6.2實驗區(qū)概況及計算模型簡化115
6.2.1實驗區(qū)概況115
6.2.2計算模型簡化115
6.2.3數(shù)值實驗117
6.2.4隨注熱進行煤體溫度場變化的規(guī)律117
6.2.5吸附態(tài)瓦斯含量變化規(guī)律118
6.2.6瓦斯總含量變化規(guī)律120
6.2.7煤層瓦斯孔隙壓隨注熱過程的變化規(guī)律121
6.2.8煤層體積應力變化規(guī)律123
6.3本章小結(jié)124
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