目錄
前言
第1章 緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2研究現(xiàn)狀評述2
1.2.1煤與瓦斯突出機(jī)理研究進(jìn)展2
1.2.2煤層瓦斯賦存狀態(tài)及其吸附解吸特性研究進(jìn)展4
1.2.3含瓦斯煤巖三軸壓縮力學(xué)及破壞特性研究進(jìn)展5
1.2.4含瓦斯煤巖固氣耦合滲流理論及試驗(yàn)研究進(jìn)展7
1.2.5含瓦斯煤巖剪切破斷裂紋宏細(xì)觀演化規(guī)律研究進(jìn)展9
1.2.6煤與瓦斯突出破壞失穩(wěn)過程物理模擬試驗(yàn)研究進(jìn)展11
1.3主要研究內(nèi)容及方法14
第2章 突出煤層孔裂隙結(jié)構(gòu)特征及瓦斯賦存狀態(tài)17
2.1概述17
2.2煤儲(chǔ)層孔裂隙結(jié)構(gòu)特征17
2.2.1孔裂隙成因及分類17
2.2.2煤孔隙特征22
2.2.3煤裂隙結(jié)構(gòu)的分形特征37
2.3煤儲(chǔ)層瓦斯賦存狀態(tài)45
2.3.1煤儲(chǔ)層瓦斯賦存機(jī)理45
2.3.2等溫吸附試驗(yàn)及瓦斯吸附常數(shù)47
2.3.3煤儲(chǔ)層瓦斯源失穩(wěn)分析51
2.4本章小結(jié)54
第3章 含瓦斯煤巖破壞過程中熱流固耦合力學(xué)作用機(jī)理56
3.1概述56
3.2含瓦斯煤巖熱流固耦合三軸伺服滲流裝置的研制56
3.2.1研制思路及目的56
3.2.2滲流裝置的技術(shù)方案57
3.2.3滲流裝置的技術(shù)指標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)63
3.2.4試驗(yàn)操作方法65
3.3煤樣制備及試驗(yàn)內(nèi)容66
3.3.1煤樣采集及制作66
3.3.2試驗(yàn)內(nèi)容67
3.4多場耦合效應(yīng)下含瓦斯煤巖力學(xué)特性68
3.4.1圍壓對含瓦斯煤巖力學(xué)特性的影響68
3.4.2瓦斯對含瓦斯煤巖力學(xué)特性的影響74
3.4.3溫度對含瓦斯煤巖力學(xué)特性的影響79
3.4.4考慮熱流固耦合效應(yīng)的含瓦斯煤巖強(qiáng)度準(zhǔn)則82
3.4.5含瓦斯煤巖三軸壓縮破壞過程中的能量分析89
3.5含瓦斯煤巖破壞過程中的滲透特性90
3.5.1煤巖三軸壓縮破壞過程中瓦斯?jié)B流規(guī)律90
3.5.2熱力耦合作用對煤巖瓦斯?jié)B流的影響96
3.5.3基質(zhì)收縮效應(yīng)對煤巖瓦斯?jié)B流的影響101
3.5.4考慮熱流固耦合效應(yīng)的煤儲(chǔ)層滲透率計(jì)算模型106
3.6本章小結(jié)109
第4 章含瓦斯煤巖剪切變形破壞過程及其損傷演化規(guī)律112
4.1概述112
4.2含瓦斯煤巖細(xì)觀剪切試驗(yàn)裝置的研制112
4.2.1研制思路及目的112
4.2.2剪切裝置的技術(shù)方案113
4.2.3剪切裝置的技術(shù)指標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)117
4.2.4剪切實(shí)驗(yàn)操作方法118
4.3含瓦斯煤巖剪切力學(xué)特性試驗(yàn)119
4.3.1試件制作119
4.3.2試驗(yàn)方法120
4.3.3試驗(yàn)結(jié)果120
4.4含瓦斯煤巖抗剪力學(xué)性能及其剪切破壞損傷演化過程123
4.4.1含瓦斯煤巖抗剪力學(xué)性能123
4.4.2含瓦斯煤巖剪切過程中細(xì)觀裂紋演化分析133
4.4.3含瓦斯煤巖剪切破壞力學(xué)機(jī)理141
4.5含瓦斯煤巖剪切破壞損傷演化的分形特征145
4.6本章小結(jié)151
第5章 煤與瓦斯突出失穩(wěn)破壞過程物理模擬研究153
5.1概述153
5.2試驗(yàn)方法153
5.2.1煤樣的采集與成型153
5.2.2試驗(yàn)裝置簡介154
5.2.3試驗(yàn)方案156
5.2.4試驗(yàn)步驟157
5.3不同應(yīng)力條件下煤與瓦斯突出過程模擬試驗(yàn)結(jié)果及分析159
5.3.1突出前后煤樣三軸剪切力學(xué)試驗(yàn)159
5.3.2突出模擬試驗(yàn)結(jié)果及分析162
5.4本章小結(jié)171
第6章 含瓦斯煤巖體穩(wěn)定性判據(jù)及其應(yīng)用172
6.1概述172
6.2含瓦斯煤巖體穩(wěn)定性分析172
6.2.1含瓦斯煤巖體破壞失穩(wěn)力學(xué)作用過程172
6.2.2含瓦斯煤巖體發(fā)生突出的強(qiáng)度判據(jù)174
6.2.3含瓦斯煤巖體發(fā)生突出的能量判據(jù)174
6.3工程應(yīng)用實(shí)例175
6.3.1礦區(qū)概述175
6.3.2礦區(qū)地應(yīng)力場分布的三維有限元數(shù)值計(jì)算177
6.3.3礦區(qū)煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性區(qū)域劃分190
6.4本章小結(jié)195
參考文獻(xiàn)197