本文關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出孔洞形成機(jī)理及突出能量源的實(shí)驗(yàn)與理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國(guó)是煤與瓦斯突出最嚴(yán)重、危害性最大的國(guó)家之一，嚴(yán)重威脅煤礦的安全生產(chǎn)。隨開采深度的增加，面臨高地應(yīng)力、瓦斯含量高、瓦斯壓力大、透氣性極低等難題，煤與瓦斯突出越來(lái)越嚴(yán)重，因此論文開展煤與瓦斯突出孔洞形成機(jī)理及突出能量源的實(shí)驗(yàn)與理論研究，具有重要的科學(xué)意義與實(shí)用價(jià)值。在研究過(guò)程中擬解決以下關(guān)鍵問(wèn)題：基于力學(xué)方法研究突出孔洞的形成和演化，從理論上圈定突出孔洞形態(tài)；瓦斯吸附、解吸與滲流規(guī)律；從能量理論出發(fā)，研究突出過(guò)程中的能量源，進(jìn)一步揭示煤與瓦斯突出機(jī)理。論文通過(guò)典型突出案例分析，采用實(shí)驗(yàn)研究、理論研究、數(shù)值模擬相結(jié)合，取得的主要結(jié)論有： （1）通過(guò)煤與瓦斯突出現(xiàn)場(chǎng)資料和實(shí)驗(yàn)室模擬結(jié)果，分析了地質(zhì)構(gòu)造、地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤體物理力學(xué)性質(zhì)對(duì)煤與瓦斯突出的影響，總結(jié)了突出的一般規(guī)律和突出孔洞的形態(tài)。 （2）基于應(yīng)力判據(jù)、應(yīng)變判據(jù)、瓦斯突出時(shí)間預(yù)測(cè)理論，根據(jù)突出目標(biāo)點(diǎn)的地質(zhì)資料，建立了煤巷掘進(jìn)工作面數(shù)值分析模型，，分析了巷道開挖過(guò)程中突出孔洞的形態(tài)，計(jì)算了可能發(fā)生突出的時(shí)間。 （3）實(shí)驗(yàn)研究了甲烷的吸附、解吸特性，得出煤對(duì)甲烷的吸附屬于Ⅰ類吸附，可以用Langmuir方程、BET方程、D-R方程進(jìn)行較好的描述。解吸規(guī)律可以用經(jīng)驗(yàn)公式、擴(kuò)散模型、滲透模型來(lái)描述，其中擴(kuò)散模型能很好地描述煤中甲烷氣體的解吸規(guī)律。 （4）實(shí)驗(yàn)研究了瓦斯?jié)B流特性，當(dāng)有效軸向應(yīng)力與有效圍壓之比的逐漸增大，煤樣的滲透率與有效體應(yīng)力呈先減小，后增大的趨勢(shì)；當(dāng)有效軸向應(yīng)力與有效圍壓之比一定時(shí)，煤樣的滲透率隨有效體應(yīng)力的增大而減小，后趨平緩，且滲透率與有效體應(yīng)力呈負(fù)指數(shù)函數(shù)關(guān)系。 （5）基于煤與瓦斯突出能量理論，實(shí)驗(yàn)研究了煤體彈性能與氣體膨脹能，得出煤體的單位體積彈性能與體應(yīng)力之間呈冪函數(shù)關(guān)系；氣體膨脹能與氣體壓力呈線性關(guān)系，且與煤體含水量、密實(shí)度、氣體壓力密切相關(guān)。 （6）實(shí)驗(yàn)研究了煤與瓦斯突出過(guò)程中煤體的破碎能，得出新表面說(shuō)、相似說(shuō)、裂紋說(shuō)能解釋煤體破碎的機(jī)理，其中裂紋說(shuō)能很好地描述煤體破碎能與塊度之間的關(guān)系，其破碎比功W與1/(d_m)~(1/2)之間呈線性關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：突出孔洞 瓦斯吸附/解吸 瓦斯?jié)B流 煤體彈性能 瓦斯膨脹能
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TD713
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 研究的意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 煤與瓦斯突出機(jī)理9-11
• 1.2.2 瓦期吸附/解吸與滲流11-12
• 1.2.3 煤與瓦斯突出能量12-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容14
• 1.4 研究方法和技術(shù)路線14-16
• 2 煤與瓦斯突出孔洞的形成與演化16-42
• 2.1 煤與瓦斯突出影響因素16-33
• 2.1.1 國(guó)內(nèi)外煤與瓦斯突出孔洞實(shí)例16-26
• 2.1.2 煤與瓦斯突出影響因素分析26-33
• 2.2 煤與瓦斯突出孔洞的實(shí)驗(yàn)研究33-34
• 2.3 煤與瓦斯突出孔洞形成的機(jī)理研究34-42
• 2.3.1 應(yīng)力判據(jù)34
• 2.3.2 應(yīng)變判據(jù)34-35
• 2.3.3 煤與瓦斯突出時(shí)間35-36
• 2.3.4 煤與瓦斯突出孔洞的數(shù)值模擬36-42
• 3 瓦斯吸附解吸與滲流特性的實(shí)驗(yàn)研究42-56
• 3.1 瓦斯吸附的實(shí)驗(yàn)研究42-45
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)裝置和方法42-43
• 3.1.2 吸附模型43-44
• 3.1.3 瓦斯吸附特性44-45
• 3.2 瓦斯解吸的實(shí)驗(yàn)研究45-48
• 3.2.1 解吸模型45
• 3.2.2 瓦斯解吸特性45-46
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析46-48
• 3.3 瓦斯?jié)B流的實(shí)驗(yàn)研究48-52
• 3.3.1 滲透率計(jì)算公式48-49
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置與方案49-50
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析50-52
• 3.4 瓦斯?jié)B流方程52-56
• 3.4.1 瓦斯運(yùn)動(dòng)方程52
• 3.4.2 瓦斯流動(dòng)的連續(xù)性方程52-53
• 3.4.3 瓦斯?fàn)顟B(tài)方程53
• 3.4.4 瓦斯含量方程53
• 3.4.5 瓦斯?jié)B流方程53-56
• 4 煤與瓦斯突出過(guò)程中的能量研究56-68
• 4.1 煤體的彈性能56-57
• 4.2 煤的破碎功57-63
• 4.2.1 煤的堅(jiān)固性系數(shù)測(cè)定58-59
• 4.2.2 煤體破碎實(shí)驗(yàn)59-60
• 4.2.3 煤的分維數(shù)與能量、粒度的關(guān)系60-62
• 4.2.4 粒度分布規(guī)律62-63
• 4.3 瓦斯膨脹能63-68
• 4.3.1 瓦斯膨脹能測(cè)試裝置63-64
• 4.3.2 瓦斯膨脹能實(shí)驗(yàn)與結(jié)果64-66
• 4.3.3 瓦斯膨脹能理論計(jì)算66-68
• 5 結(jié)論68-70
• 5.1 主要結(jié)論68-69
• 5.2 展望69-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄78
• A. 碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78
• B. 參與的科研項(xiàng)目78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張力,何學(xué)秋,聶百勝;煤吸附瓦斯過(guò)程的研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2000年06期

2 文光才;煤與瓦斯突出能量的研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2003年06期

3 汪長(zhǎng)明;王振;梁運(yùn)培;金洪偉;;煤與瓦斯突出過(guò)程中孔洞的形成機(jī)制[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2008年04期

4 姜永東;陽(yáng)興洋;劉元雪;周維新;韓興江;梅世興;胡建;;不同溫度條件下煤中甲烷解吸特性的實(shí)驗(yàn)研究[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2012年02期

5 程瑞端,陳海焱,鮮學(xué)福,王國(guó)超;溫度對(duì)煤樣滲透系數(shù)影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];煤炭工程師;1998年01期

6 劉�？h,鮮學(xué)福,徐龍君,李秀清;地球物理場(chǎng)對(duì)煤吸附瓦斯特性的影響[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年05期

7 王宏圖,杜云貴,鮮學(xué)福,羅平亞;地電場(chǎng)對(duì)煤中瓦斯?jié)B流特性的影響[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2000年S1期

8 劉�？h;熊德國(guó);鮮學(xué)福;;電場(chǎng)對(duì)煤瓦斯吸附滲流特性的影響[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年02期

9 姜永東;鮮學(xué)福;劉占芳;;聲震法提高煤儲(chǔ)層滲透率的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年S1期

10 鮮學(xué)福,許江,王宏圖;煤與瓦斯突出潛在危險(xiǎn)區(qū)(帶)預(yù)測(cè)[J];中國(guó)工程科學(xué);2001年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 郭臣業(yè);巖石和瓦斯突出發(fā)生條件及機(jī)理研究[D];重慶大學(xué);2010年

2 陶云奇;含瓦斯煤THM耦合模型及煤與瓦斯突出模擬研究[D];重慶大學(xué);2009年

3 趙洪寶;含瓦斯煤失穩(wěn)破壞及聲發(fā)射特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：煤與瓦斯突出孔洞形成機(jī)理及突出能量源的實(shí)驗(yàn)與理論研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：305141