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能量單元切割理論與煤礦瓦斯防治工程示範

  • 作者：蔣靜宇//魏民濤//王成浩|責編:李涪汁//沈旭//李佳琴
  • 出版社：科學
  • ISBN：9787030839466
  • 出版日期：2025/12/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：239
人民幣：RMB 159 元      售價：元
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內容大鋼
    煤與瓦斯突出是采動影響后煤層中應變能與瓦斯潛能突然失穩釋放的結果。儘管我國採取了極為嚴格的兩級「四位一體」綜合防突措施，但突出事故仍時有發生，且大多數突出與構造煤有關。以斷層、褶曲、煤層變厚帶等為代表的煤礦地質異常區，控制著瓦斯的賦存和運移。本書聚焦煤礦地質異常區含瓦斯構造煤能量特性和煤力學特性，結合礦井生產實踐，從能量釋放和地應力角度出發，圍繞含瓦斯構造煤的彈性能及瓦斯膨脹能，形成煤礦地質異常區能量單元切割理論和相應的瓦斯防治技術，力求有效解決煤礦地質異常區的突出災害治理難題，實現分區精準治理，顯著降低煤與瓦斯突出風險。
    本書可作為從事煤炭開採、安全工程、瓦斯防治、煤田勘探等工程技術人員的閱讀資料，也可作為高等院校相關專業本科生、研究生的參考用書。
作者介紹
蔣靜宇//魏民濤//王成浩|責編:李涪汁//沈旭//李佳琴
目錄
序
前言
第0章  緒論
  0.1  研究背景與意義
  0.2  國內外研究現狀
    0.2.1  地質異常區突出能量釋放理論研究
    0.2.2  地質異常區鬆軟低滲煤層增透技術研究
  0.3  工程示範礦井
    0.3.1  薛湖煤礦
    0.3.2  陳四樓煤礦
    0.3.3  梁北煤礦
  參考文獻
第1章  能量單元切割理論
  1.1  地質異常區煤與瓦斯突出治理難點
  1.2  地質異常區突出能量分佈特徵
  1.3  地質異常區均一化瓦斯治理措施的弊端
  1.4  能量單元切割理論的定義
  參考文獻
第2章  含瓦斯構造煤彈性能計算模型構建及試驗分析
  2.1  含瓦斯構造煤彈性能計算
    2.1.1  傳統彈性能計算方法
    2.1.2  基於臨界狀態理論的彈性能模型
  2.2  含瓦斯構造煤彈性能測試試驗方案
  2.3  靜水壓力條件下含瓦斯構造煤彈性能計算模型
    2.3.1  靜水壓力加/卸載試驗分析
    2.3.2  卸載速度對構造煤彈性能計算的影響
    2.3.3  不同瓦斯壓力下構造煤彈性能變化規律
  2.4  偏應力條件下含瓦斯構造煤彈性能計算模型
    2.4.1  偏應力加/卸載試驗分析
    2.4.2  偏應力載入下彈性能計算模型及影響因素分析
  參考文獻
第3章  含瓦斯構造煤瓦斯膨脹能計算模型構建
  3.1  瓦斯膨脹能的定義與研究對象
  3.2  突出連續發展過程中的孔洞壁湧出瓦斯量
    3.2.1  煤層瓦斯流動控制方程
    3.2.2  孔洞壁湧出瓦斯數值模擬
    3.2.3  孔洞壁在突出過程中的湧出瓦斯量分析
  3.3  瓦斯膨脹能的計算方法
    3.3.1  基於氣體狀態方程的瓦斯膨脹能計算
    3.3.2  基於氣體擴散模型的瓦斯膨脹能計算
    3.3.3  不同學者的瓦斯膨脹能計算模型匯總
  3.4  瓦斯膨脹能計算的現有問題
  參考文獻
第4章  瓦斯吸附與急速卸壓對含瓦斯構造煤力學特性的影響
  4.1  試驗方法
    4.1.1  試驗儀器
    4.1.2  試驗方案
  4.2  不同應力路徑下含瓦斯構造煤的力學特性
    4.2.1  常規三軸載入試驗
    4.2.2  峰前卸圍壓載入試驗

    4.2.3  應力-應變關係
  4.3  瓦斯吸附與卸壓對含瓦斯構造煤強度與變形特性的影響
    4.3.1  構造煤的強度參數與變形參數
    4.3.2  瓦斯吸附與急速卸壓對構造煤強度特性的影響
    4.3.3  瓦斯吸附與急速卸壓對構造煤變形特性的影響
  4.4  本章小結
  參考文獻
第5章  急速卸壓誘導含瓦斯構造煤能量釋放機制
  5.1  含瓦斯構造煤載入過程的能量變化特徵
    5.1.1  能量計算原理與分析
    5.1.2  常規三軸載入過程能量分析
    5.1.3  峰前卸圍壓載入過程能量分析
  5.2  急速卸壓條件下含瓦斯構造煤能量釋放結構損傷特性
    5.2.1  不同應力條件下含瓦斯構造煤宏觀破壞與粒徑分佈
    5.2.2  以能量表徵含瓦斯構造煤破壞程度
    5.2.3  以滲透率表徵含瓦斯構造煤破壞程度
  5.3  急速卸壓條件下構造煤能量釋放規律
  5.4  本章小結
  參考文獻
第6章  鬆軟構造煤高壓氣動脈衝造穴卸壓增透機理分析
  6.1  高壓氣動脈衝造穴卸壓增透機理
  6.2  高壓氣動脈衝造穴鑽孔周圍煤體應力演化
  6.3  高壓氣動脈衝造穴卸壓增透範圍模擬
    6.3.1  數值模型建立
    6.3.2  造穴鑽孔周圍煤體應力分佈
    6.3.3  造穴鑽孔周圍煤體塑性區分佈
  6.4  本章小結
  參考文獻
第7章  高壓氣動脈衝造穴鑽孔對鬆軟煤層滲透率分佈及瓦斯抽採的影響
  7.1  煤層滲透率的基本概念
  7.2  高壓氣動脈衝造穴鑽孔抽采多場耦合模型
    7.2.1  基質瓦斯擴散方程
    7.2.2  裂隙瓦斯滲流方程
    7.2.3  滲透率演化方程
  7.3  不同應力條件煤體滲透率演化
  7.4  高壓氣動脈衝造穴鑽孔抽采效果模擬
    7.4.1  造穴鑽孔周圍煤體瓦斯壓力分佈
    7.4.2  鑽孔間距對瓦斯抽采效果的影響
  7.5  高壓氣動脈衝造穴卸壓增透技術現場應用效果考察及示範
    7.5.1  梁北煤礦概況
    7.5.2  高壓氣動脈衝造穴效率考察
    7.5.3  煤層瓦斯抽采效果對比分析
    7.5.4  煤巷掘進期間瓦斯參數測定
  7.6  本章小結
  參考文獻
第8章  煤層沖爆協同技術增透機理與數值模擬分析
  8.1  沖爆協同技術增透機理
    8.1.1  煤與瓦斯突出的能量來源
    8.1.2  煤層沖孔卸壓增透技術與原理
    8.1.3  沖孔鑽孔應力分佈特徵

    8.1.4  沖爆協同增透強化瓦斯抽采機理分析
  8.2  煤層可控定向聚能爆破技術
    8.2.1  聚能管的聚能作用
    8.2.2  煤體裂隙的擴展機制
    8.2.3  控制孔的作用機理
  8.3  沖爆協同增透數值模擬
    8.3.1  ANSYS/LS-DYNA數值模擬方法
    8.3.2  數值模型建立
    8.3.3  數值模擬結果與分析
  8.4  本章小結
  參考文獻
第9章  能量單元切割理論與煤礦瓦斯防治工程示範
  9.1  薛湖煤礦沖爆協同增透技術現場試驗與工藝優化
    9.1.1  沖爆協同增透技術初次試驗
    9.1.2  可控定向聚能爆破技術工藝優化
    9.1.3  沖爆協同增透技術二次試驗
    9.1.4  薛湖煤礦可控定向聚能爆破技術影響範圍
  9.2  薛湖煤礦沖爆協同增透技術示範及應用效果
    9.2.1  示範地點概況
    9.2.2  技術應用方案與參數設計
    9.2.3  瓦斯抽采效果
    9.2.4  煤巷掘進情況
  9.3  陳四樓煤礦沖爆協同增透技術現場試驗
    9.3.1  沖爆協同增透技術示範地點概況
    9.3.2  沖孔現場應用與效果考察
    9.3.3  沖爆協同增透技術效果
    9.3.4  雙根聚能管爆破與影響半徑
    9.3.5  瓦斯抽采影響範圍
  9.4  陳四樓煤礦沖爆協同增透技術示範及應用效果
    9.4.1  爆破孔設計及參數
    9.4.2  瓦斯抽采效果
  9.5  沖爆協同增透技術適宜性評價
  9.6  本章小結
  參考文獻

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