煤體瓦斯運(yùn)移理論及應(yīng)用

前言
第1章 緒論
1.1 煤礦瓦斯災(zāi)害現(xiàn)狀
1.2 煤體瓦斯吸附解吸擴(kuò)散理論和實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.1 煤體瓦斯吸附解吸擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.2.2 煤體瓦斯吸附理論研究現(xiàn)狀
1.2.3 煤體瓦斯解吸擴(kuò)散理論研究現(xiàn)狀
1.2.4 煤對(duì)多元?dú)怏w的吸附研究現(xiàn)狀
1.3 煤體瓦斯?jié)B流理論和實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.3.1 煤體瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)研究現(xiàn)狀
1.3.2 煤體瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀
1.4 本書研究?jī)?nèi)容
第2章 煤體瓦斯吸附微觀機(jī)理
2.1 瓦斯的性質(zhì)及微觀特性
2.2 煤的結(jié)構(gòu)及微觀特征
2.2.1 煤的化學(xué)結(jié)構(gòu)
2.2.2 煤的物理結(jié)構(gòu)
2.2.3 煤吸附瓦斯相關(guān)基本物性參數(shù)測(cè)試
2.3 煤吸附瓦斯的微觀機(jī)理
2.3.1 煤吸附瓦斯的機(jī)理
2.3.2 煤吸附瓦斯的微觀作用力
2.3.3 礦井瓦斯氣體與煤表面分子間力的分析
2.4 煤體吸附瓦斯的過(guò)程
2.4.1 煤體吸附瓦斯的過(guò)程
2.4.2 吸附速率方程
2.5 小結(jié)
第3章 煤體瓦斯吸附實(shí)驗(yàn)方法
3.1 測(cè)試方法
3.1.1 測(cè)試方法
3.1.2 目前煤的甲烷吸附量測(cè)定的幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比分析
3.1.3 測(cè)試方法選擇
3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
3.2.1 現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
3.2.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制
3.2.3 實(shí)驗(yàn)裝置功能
3.2.4 實(shí)驗(yàn)裝置的標(biāo)定
3.3 瓦斯吸附實(shí)驗(yàn)
3.3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
3.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.3 數(shù)據(jù)處理
3.3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
3.4.1 煤的變質(zhì)程度
3.4.2 煤中的水分
3.4.3 瓦斯壓力
3.4.4 吸附溫度
3.4.5 煤巖的顯微組分
3.5 小結(jié)
第4章 煤體對(duì)多元?dú)怏w的吸附實(shí)驗(yàn)
4.1 煤體對(duì)單一氣體的吸附結(jié)果分析
4.2 多組分吸附實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 配氣方法
4.2.2 吸附實(shí)驗(yàn)與數(shù)據(jù)處理方法
4.2.3 多組分吸附的體積校正方法
4.3 煤體吸附多組分氣體的特征和規(guī)律
4.3.1 煤體吸附多組分氣體特征
4.3.2 多組分吸附模型的預(yù)測(cè)方法
4.3.3 多組分吸附模型分析方法
4.3.4 不同模型的適用性及多組分吸附規(guī)律
4.4 多組分吸附的應(yīng)用實(shí)例
4.5 小結(jié)
第5章 煤表面分子吸附瓦斯分子模擬分析
5.1 煤的分子結(jié)構(gòu)模型研究
5.2 分子模型構(gòu)建
5.2.1 計(jì)算模型的構(gòu)建
5.2.2 煤表面分子模型的確定
5.2.3 氣體分子模型的確定
5.3 煤體表面分子片段模型的選擇
5.4 煤表面分子與甲烷分子的相互作用能
5.4.1 與單個(gè)甲烷分子相互作用的計(jì)算
5.4.2 與多個(gè)甲烷分子相互作用的計(jì)算
5.5 煤表面分子與多元混合瓦斯分子的相互作用計(jì)算
5.5.1 吸附能的計(jì)算
5.5.2 吸附幾何構(gòu)型
5.5.3 電荷集居數(shù)的計(jì)算
5.6 煤表面分子吸附瓦斯分子研究結(jié)果分析
5.7 小結(jié)
第6章 煤吸附瓦斯熱力學(xué)
6.1 吸附熱力學(xué)
6.1.1 表面熱力學(xué)特性函數(shù)基本方程
6.1.2 表面吸附熱力學(xué)
6.1.3 吸附能的測(cè)定
6.2 煤的吸附表面自由能及其計(jì)算
6.2.1 煤表面自由能的形成和特點(diǎn)
6.2.2 煤表面自由能的計(jì)算
6.2.3 煤表面自由能的應(yīng)用探討
6.3 等量吸附熱
6.3.1 吸附熱分類及其測(cè)試方法
6.3.2 斜率計(jì)算法
6.3.3 Langmuir參數(shù)計(jì)算法
6.4 等溫吸附曲線預(yù)測(cè)
6.4.1 吸附勢(shì)理論
6.4.2 吸附特性曲線
6.4.3 吸附特性曲線的繪制
6.4.4 不同溫度下等溫吸附曲線預(yù)測(cè)
6.5 小結(jié)
第7章 煤體瓦斯解吸擴(kuò)散規(guī)律
7.1 瓦斯在煤體中的擴(kuò)散模型
7.2 煤體瓦斯解吸擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)研究
7.2.1 煤樣的采集與制各
7.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
7.2.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的處理方法
7.2.4 煤體瓦斯解吸擴(kuò)散規(guī)律及影響因素分析
7.3 第三類邊界條件下的煤粒瓦斯解吸擴(kuò)散模型
7.3.1 多孔介質(zhì)的連續(xù)介質(zhì)方法及其中流體的質(zhì)量濃度
7.3.2 帶擴(kuò)散連續(xù)性方程式的推導(dǎo)
7.3.3 煤粒瓦斯解吸擴(kuò)散動(dòng)力過(guò)程
7.3.4 煤粒瓦斯解吸擴(kuò)散物理數(shù)學(xué)模型
7.3.5 煤粒瓦斯擴(kuò)散方程的解析解
7.3.6 煤粒瓦斯擴(kuò)散方程解析解的應(yīng)用
7.4 小結(jié)
第8章 外加場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附解吸影響規(guī)律
8.1 電磁場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附解吸的影響規(guī)律
8.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
8.1.2 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
8.1.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
8.2 聲場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附的影響規(guī)律
8.2.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
8.2.2 實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備
8.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
8.3 外加場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附解吸的影響機(jī)理
8.3.1 電磁場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附解吸的作用機(jī)理
8.3.2 聲場(chǎng)對(duì)煤體瓦斯吸附的作用機(jī)理
8.4 小結(jié)
第9章 煤體瓦斯?jié)B流規(guī)律研究
9.1 煤體瓦斯?jié)B流實(shí)驗(yàn)裝置
9.1.1 假三軸煤體滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
9.1.2 真三軸煤體滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
9.2 假三軸煤體滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)
9.2.1 煤樣的制取
9.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟
9.2.3 煤體滲透率計(jì)算公式
9.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
9.3 真三軸煤體滲流規(guī)律實(shí)驗(yàn)
9.3.1 煤樣的制取
9.3.2 實(shí)驗(yàn)步驟
9.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
9.4 考慮吸附作用的煤體瓦斯固流耦合理論
9.4.1 基本假設(shè)
9.4.2 煤體滲流場(chǎng)方程
9.4.3 煤體應(yīng)力場(chǎng)方程
9.5 氣體吸附性對(duì)煤層滲流的影響
9.5.1 不同氣體對(duì)滲透率的影響
9.5.2 吸附性影響煤層滲透性的機(jī)理
9.5.3 氣體吸附性對(duì)煤層滲透率影響的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)
9.6 小結(jié)
第10章 煤層瓦斯運(yùn)移理論的應(yīng)用分析
10.1 瓦斯抽放制約因素分析
10.1.1 擴(kuò)散對(duì)瓦斯抽放的影響分析
10.1.2 滲流對(duì)瓦斯抽放的影響分析
10.2 采動(dòng)影響下煤體滲流通道演化觀測(cè)方法分析
10.2.1 實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)概況
10.2.2 頂板巖層裂隙測(cè)試方案
10.2.3 頂板巖層裂隙測(cè)試結(jié)果
10.2.4 基于圖像處理的頂板裂隙演化規(guī)律
10.2.5 基于觀測(cè)結(jié)果的瓦斯抽放鉆孔布置
10.3 瓦斯抽采自主與人工通道強(qiáng)化方法
10.3.1 煤層瓦斯運(yùn)移通道強(qiáng)化方法
10.3.2 開采煤層保護(hù)層
10.3.3 高壓磨料射流割縫卸壓增透技術(shù)
10.3.4 深孔預(yù)裂爆破抽放瓦斯
10.4 小結(jié)
參考文獻(xiàn)