一、南桐矿务局直属一井水力冲孔科学试验进展情况（论文文献综述）
李龙飞[1]（2021）在《基于离散元的软硬复合煤层高压水射流损伤增透机制与应用》文中指出
白鑫[2]（2019）在《液态二氧化碳相变射孔致裂煤岩体增透机理及应用研究》文中指出瓦斯是成煤过程中产生的伴生气体,是影响煤矿安全生产的主要因素,也是一种储量及热值与天然气相当的不可再生资源。因此实现煤层瓦斯井下规模化抽采不仅是预防矿井瓦斯灾害的根本保证,同时也是瓦斯综合利用的前提工作。近年来,随着开采深度的增加,深部煤岩瓦斯复合动力灾害危险性加大,如何实现深部煤层瓦斯的高效抽采已成为保障我国煤炭企业安全生产的重要问题,而低透气性煤层增产改造则是其中的核心技术和热点问题。本文在国家自然科学基金重点项目（51434003）的资助下,针对液态二氧化碳相变射孔煤岩体致裂增透机理,综合采用岩石力学、渗流力学、空气动力学、断裂力学等理论基础,基于理论研究、实验研究、数值模拟研究、现场研究等方法,进行液态CO2相变射孔煤岩体致裂实验装置研发、液态CO2相变射孔气体冲击动力学特征研究、液态CO2相变射孔冲击煤岩体致裂裂隙扩展力学机理研究、液态CO2相变射孔冲击煤岩体致裂及裂隙扩展规律实验研究、低透煤层液态CO2相变射孔致裂卸压增渗机理研究。在以上实验及理论研究基础上,进行液态CO2相变射孔煤岩体致裂技术装备研发,在川煤集团白皎煤矿及杉木树煤矿进行试验及工业应用取得良好的应用效果。本文主要研究成果如下:（1）分析获得了白皎煤矿试验地点煤岩物质组成、微观结构特征、气体吸附特征及其基本力学性质等参数;理论研究提出了一种可避免取样角度偏差造成误差的Kaiser效应法地应力计算方法,采用空心包体应力解除法进行测试结果验证,表明本研究提出的计算方法合理可靠。（2）针对“液态CO2相变射孔气体冲击动力学特征”,理论分析得到了液态CO2相变高压气体冲击射流出口速度及质量流量理论模型,建立了定量液态二氧化碳相变高压气体冲击射流出口压力理论方程;自主研发“液态CO2相变射孔煤岩体致裂实验装置”,开展了液态CO2相变射孔气体射流冲击动力学特征实验研究,揭示了射流速度与系统初始压力及射流打击力与系统初始压力、靶体距离、靶体夹角之间的关系。（3）围绕“液态CO2相变射孔冲击致裂裂隙扩展机理”研究,进行煤岩体液态CO2相变射孔冲击起裂压力及起裂模型研究,获得地应力条件下倾斜钻孔孔壁起裂压力理论方程,提出了地应力条件下倾斜钻孔优势致裂方向判断方法;计算得到破坏区半径随冲击破坏时间及空间位置的变化规律曲线,理论研究得到考虑三维主应力的含瓦斯煤岩体Ⅰ型裂纹液态二氧化碳相变高压气体射孔致裂裂隙扩展理论模型,建立了液态二氧化碳相变高压气体冲击作用下含瓦斯煤岩体张开型（Ⅰ型）及剪开型（Ⅱ型）裂纹冲击及剪切断裂判据,揭示了液态二氧化碳相变高压气体冲击破岩及裂隙扩展力学机理。（4）采用自主研发“液态CO2相变射孔煤岩体致裂实验装置”针对“液态CO2相变射孔冲击致裂裂隙扩展规律”,系统开展了煤岩体液态CO2相变射孔冲击破坏宏微观特征实验研究、三轴应力条件下液态CO2相变射孔致裂及裂隙扩展规律研究。液态CO2相变射孔冲击煤岩体破坏及其宏微观特征实验研究表明,实验煤样破坏阈值压力为17 MPa,随着射流压力的增加,致裂破坏区面积增大;液态CO2相变高压气体射流冲击造成的孔隙、裂隙数量与尺寸随着射流压力的增大而增大,最大可提高煤样孔容188.51%,提高煤样孔隙度163.01%。三维地应力下液态二氧化碳相变高压气体射孔煤岩体冲击致裂破坏及裂隙扩展规律研究,表明该技术可用于地应力条件下煤层致裂,且致裂裂隙尺寸与射流初始压力之间呈指数关系;随着射流初始压力的增大主裂隙扭转趋势减小,试件主破裂面的起伏程度降低、表面擦痕减少,内部微裂隙数量增加;受三维地应力大小分布影响液态CO2相变射孔致裂裂隙会向主应力较大的方向扩展;液态CO2相变射孔致裂裂隙随着试件力学强度的增大而减小;受层理影响穿层钻孔致裂裂隙主要沿层理软弱结构面扩展,顺层钻孔致裂裂隙扩展至层理处会发生较大的方向改变;含裂隙煤岩体致裂裂隙扩展受钻孔与裂隙空间位置影响,当裂隙面与致裂孔相交时,试件沿裂隙面产生破坏形成复杂裂隙网络,当裂隙面与致裂孔距离较远时,试件破坏不受裂隙影响。（5）围绕“低透煤层液态CO2相变射孔致裂卸压增渗机理研究”,采用“含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置”进行含瓦斯煤岩体卸压增渗实验研究,理论研究建立了基于立方体结构的煤岩体卸压损伤渗透率模型,验证表明该模型能够有效反映煤岩体卸压损伤过程中瓦斯渗流规律;建立了穿层钻孔抽采过程煤层瓦斯压力分布模型,表明煤层瓦斯渗透率、综合压缩系数、瓦斯抽采时间及抽采流量等是影响煤层瓦斯压降速度的主要因素。（6）围绕“低渗煤岩体液态CO2相变射孔致裂增透技术应用研究”,改进研发了“液态CO2相变射孔煤岩体致裂技术装备”,白皎煤矿现场试验表明该技术可有效提高瓦斯抽采浓度及流量912倍,降低试验区域瓦斯抽采流量衰减系数92%;提出了液态CO2相变射孔致裂增透网格式瓦斯抽采方法,可提高巷道掘进速度4-5倍。杉木树矿S3012综采工作面应用表明该技术,较常规密集钻孔方法可提高煤层瓦斯抽采效率15.71%,实现向斜轴部应力集中区松软煤层高突危险工作面回采期间的“零超限”。
张占存,姜文忠[3]（2018）在《沈阳研究院在煤矿瓦斯防治技术方面的研究进展》文中提出瓦斯是威胁矿井安全生产的主要灾害之一,在历次煤矿事故中,瓦斯事故是伤亡人数最多、影响最恶劣的事故之一。基于此,我国多年来投入大量的人力物力开展了瓦斯防治技术攻关。煤科集团沈阳研究院有限公司（原煤炭科学研究总院抚顺分院）作为国内主要从事煤炭安全技术研究的科研院所,致力于我国煤炭工业的科技进步,针对我国煤矿灾害特点,有针对性的进行了瓦斯防治技术研究与装备研发,为提高煤矿安全生产保障能力提供了强有力的支撑。本文主要从瓦斯预测技术、瓦斯抽采技术和煤与瓦斯突出防治技术等方面介绍了沈阳研究院多年来在煤矿瓦斯防治技术领域的进展情况。
曹佐勇[4]（2018）在《近距离煤层水力冲孔多场耦合效应及卸压瓦斯抽采效果评价研究》文中研究指明煤层松软、瓦斯含量高压力大、透气性差和抽采效果不理想,一直是导致我国高突煤矿瓦斯治理难度大、瓦斯事故多发频发的重要问题,这些问题在贵州地区尤为明显。水力冲孔较为广泛地应用于煤层瓦斯卸压增透,但水力化措施在贵州地区争议还比较大,且水力冲孔多场耦合演化规律及卸压抽采效果评价方面,还缺乏深入科学分析研究。基于此,本文以具有松软低透近距离高突煤层条件的贵州盘江矿区松河煤矿为工程背景,对煤体微观物理性质和力学参数进行实验测试分析,建立煤体变形破裂与卸压瓦斯运移耦合模型,模拟研究近距离煤层水力冲孔的多场耦合效应,对松河煤矿现场试验验证水力冲孔多场耦合效应并评价其卸压瓦斯抽采效果。取得主要研究成果如下:（1）实验测试分析了煤体的微观物理特征,将煤体孔隙率与渗透率分别考虑,针对煤体变形及瓦斯压力之间的相互作用,建立了包含固体体积应变项及瓦斯压力项的孔隙率动态演化模型,根据Klinkenberg效应、Kozeny-Carman方程建立了渗透率动态演化模型,将其有机融合构建了煤与瓦斯气固耦合模型。渗透率动态演化模型与现场参考数据的成功匹配,煤与瓦斯气固耦合模型与前人模型计算结果的对比分析,证明了该模型可适用于低透气性含瓦斯煤层的气固耦合规律的模拟。（2）基于构建的煤与瓦斯气固耦合模型,采用数值模拟方法分析研究了不同孔径和孔间距条件下的近距离煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采多场耦合效应,得到了冲孔孔径、煤体位移、应力迁移、卸压瓦斯抽采时间与有效抽采影响半径之间的关系。结果表明,在冲出煤量恒定、瓦斯压力下降到安全临界值的条件下,随着抽采时间的增加有效影响半径逐渐增大;冲孔孔径增大,导致煤体应力迁移范围越大,孔洞周围煤体位移量越大、瓦斯压力下降越快,对应的有效影响半径越大;双孔、多孔冲孔时,抽采叠加效应显着,孔间距越小或孔径越大,钻孔之间的煤体卸压效果越好,煤体位移越大,瓦斯压力下降幅度越大。（3）现场监测并分析了水力冲孔过程煤体的电磁辐射信号响应规律。水力冲孔破煤的电磁辐射响应符合赫斯特统计规律,电磁辐射信号随冲孔时间的增加而增强;电磁辐射信号越强烈,煤体变形破裂越剧烈,喷孔时异常强烈的信号对此予以了印证;冲孔完成后,煤体的力学行为相对“安静”,电磁辐射信号大幅降低但仍高于冲孔前的信号,表明相对于冲孔过程煤体的急剧破裂,此时煤体内部的变形破裂仍在缓慢进行。（4）现场实测并分析验证了水力冲孔时和冲孔后孔洞周边煤体应力、瓦斯压力分布及动态演化规律,揭示了应力分布演化规律与卸压半径的关系。水力冲孔钻孔周边煤体应力呈现卸压区和应力集中区逐渐向深部转移且持续时间较长,水力冲孔钻孔周围效果考察孔的瓦斯浓度、流量和应力均随与冲孔钻孔间距的增大而减弱。单孔冲孔孔径0.8 m、冲出煤量8 t、抽采时间80天左右时,瓦斯压力下降到0.74 MPa以下,对应的卸压抽采有效影响半径为4.5 m。（5）提出了水力冲孔卸压增透瓦斯抽采及消突达标的评价方法,建立了消突达标时间、有效影响半径与冲孔瓦斯抽采累计量的对应关系方程,建立了水力冲孔卸压瓦斯抽采及消突达标评判方法,实现了试验矿井水力冲孔卸压增透瓦斯抽采及消突达标的评价。（6）现场工程验证及效果考察结果表明,水力冲孔的瓦斯抽采效果明显优于普通钻孔。冲孔后的钻孔瓦斯浓度随时间先迅速增加、稳定到一个较高浓度并维持较长时间后再缓慢降低,冲孔钻孔初始瓦斯浓度、最高浓度及高值持续时间分别是普通钻孔的1.5倍、1.7倍和8.75倍;工业试验记录71天,瓦斯日均抽采量及抽采总量为同样抽采时间内普通钻孔抽采效果的3.19倍。本研究成果对于深入认识高突矿井近距离煤层水力冲孔的多场耦合效应及其卸压瓦斯抽采考察评价,提高水力措施应用效果,促进煤矿实现安全高效防治瓦斯灾害具有重要的理论意义和应用价值。
李雅阁[5]（2017）在《糯东矿水力冲孔增透机理及效果评价方法研究》文中提出水力冲孔是提高矿井瓦斯抽采效果的关键技术之一。本文通过理论分析,构建了水力冲孔瓦斯增透理论模型,揭示了水力冲孔卸压增透机理。运用COMSOL Multiphysics软件对松软高突煤层水力冲孔效果进行了数值模拟,并基于电法响应实验平台,构建了水力冲孔评价系统,提出了效果评价指标,且进行了现场验证。具体如下:基于Hoek-Brown破坏准则,分析了钻孔周围煤体力学性能,得出了冲孔后钻孔卸压区的变化规律;分析了水力冲孔裂缝生成、发育及扩展过程,推导得出了裂缝扩展长度计算方程。结合质量守恒方程、朗格缪尔方程及达西定律,建立了含瓦斯煤体渗流方程,并考虑到孔隙率和渗透率的动态变化,构建了钻孔抽采瓦斯流固耦合模型。依据上述理论模型,应用COMSOLMultiphysics软件,对糯东煤矿水力冲孔卸压增透效果进行了数值模拟,得出了糯东煤矿水力冲孔冲出煤量1t/m、每排6孔、间距8.48m的布孔方案。为评价布孔方案现场应用效果,基于直流电法响应,开发了水力冲孔实验室模拟系统,通过实验室实验,分析了载荷、水、裂隙对煤岩体视电阻率的影响,揭示了煤岩体在冲孔过程中视电阻率的变化规律。提出以视电阻率平均变化系数I作为水力冲孔抽采瓦斯效果评价指标,制定了水力冲孔效果评价分级标准。根据上述研究结果,对糯东煤矿17号煤层进行了现场冲孔,并运用直流电法对冲孔区域进行了效果评价。结果表明,水力冲孔的有效影响范围为:在深度上集中在-25m～-45m,在走向上集中在35m～75m,走向影响半径约20m。测试区域视电阻率平均变化系数I=93%,水力化措施评价等级为Ⅱ级,证明该区域水力冲孔卸压增透瓦斯效果显着。研究成果对松软高突矿井的煤与瓦斯突出治理工作具有借鉴和参考意义,同时为全面有效评价瓦斯治理效果提供了科学依据和理论指导。
高亚斌[6]（2016）在《钻孔水射流冲击动力破煤岩增透机制及其应用研究》文中提出目前,我国煤矿井下瓦斯以钻孔抽采为主,由于多数煤层具有微孔隙、低渗透率、高吸附的特征,煤层瓦斯抽采十分困难,严重制约了煤、气的高效开采。钻孔水射流增透技术是促进瓦斯抽采的有效措施之一,在煤矿现场得到了广泛应用。然而,目前针对水射流破煤岩特性及增透机制的理论研究滞后于实际应用,现场工艺技术的改进缺乏必要的理论支撑,亟待进一步研究和完善。本文以水射流增透技术在矿井瓦斯抽采中的应用为工程背景,采用理论分析、物理试验、数值模拟和现场测试等方法,深入研究了钻孔内水射流的冲击特性和破煤岩机制,提出了新的水射流增透方法,并对其影响范围及增透机制进行了分析,取得的主要研究成果如下:（1）借助压汞、甲烷吸附和核磁共振实验,研究了高突煤层的孔隙结构与吸附特征及其对水射流冲击的响应机制。结果表明:高突煤层的孔隙发育程度较低,孔间连通性较差,结构较为密实;半开放性微、小孔大量发育,使得煤体对瓦斯的吸附能力较强,而开放性中、大孔发育较少,缺少渗流通道的瓦斯难以抽采;水射流的冲击作用改善了高突煤层的孔隙结构,使得煤中微、小孔的含量减少,中、大孔的含量增加。（2）建立了水射流冲击高速摄像试验系统,研究了水射流冲击钻孔表面的流体形态和结构特征,揭示了钻孔内水射流的冲击动力学特性。结果表明:与冲击平面相比,水射流冲击钻孔瞬间即在接触点产生一个“水垫”,冲击稳定后“水垫”的厚度增加,反射流体的面积增大,且反射角度明显大于平面;相同水射流在钻孔表面形成的速度和压力峰值较小,但侵入煤体后速度和压力下降较为缓慢,对煤体具有更长的破坏作用时间。在试验研究的基础上,理论推导了水射流冲击产生的水锤作用区域长度和作用时间公式,并从动量角度建立了水射流冲击钻孔的作用力计算模型。（3）建立了水射流破煤岩试验系统,研究了水射流压力和靶距对破煤岩特性的控制作用,分析了水射流破煤岩的时效特性和热效应,揭示了钻孔内水射流的破煤岩机理。结果表明:水射流压力越高,冲击能力越强,相同时间内形成的冲击坑深度和面积越大;随着靶距的增加,水射流冲击能力减弱,试块破裂度提高,破裂时的冲击坑深度和面积增大;与冲击平面相比,水射流冲击钻孔形成的冲击坑深度较小、面积较大,冲击至破裂的时间较长;从损伤和能量角度描述了孔内水射流破煤岩过程与机制,孔内水射流破煤岩实质上是一个冲击-损伤破坏过程,是冲击载荷和准静态压力共同作用的结果,本质上是水射流动能转化为煤岩体内能的过程。（4）建立了钻孔径向渗透率模型,分析了钻孔直径对径向增透率的影响,证明了增加钻孔直径是提高煤层径向增透率的有效途径,提出了大直径穿层钻孔的水射流成孔方法。通过数值模拟研究了水射流钻孔对煤体裂隙演化的影响,分析了水射流钻孔的影响半径和最佳间距,结果表明,随着钻孔直径的增加,周围煤体的张应力增大,钻孔间的相互作用增强,次生裂隙增多,钻孔抽采的有效区半径提高;穿层钻孔的抽采有效区半径可以采用拟合关系式0 0 01.108 ln（）3.612IR（28）-r r（10）r计算,也可以用塑性区半径的2倍进行估算。（5）建立了含孔煤体双轴加载试验系统,研究了含孔煤体受载特征及损伤机制,从增加卸压范围、改善孔隙结构、形成裂隙网络和强化孔间影响四个角度,描述了水射流钻孔对煤体的协同增透机制。针对突出煤层的自喷特性和区域煤体存在的抽采薄弱区,提出了水射流钻孔协同抽采模式,并在平煤集团十二矿进行了工业性试验。现场试验结果表明:采用水射流钻孔协同抽采模式后,预抽高突煤层煤巷条带瓦斯的穿层钻孔数量减少了32.5%,穿层钻孔长度减少了42.9%,煤巷区域的消突效果显着,高突煤巷掘进速度提高近1倍。论文研究期间发表学术论文20篇,第一作者论文5篇（SCI论文1篇,EI论文3篇）;申请国家发明专利19项,已授权14项;获得省部级科学技术奖3项（一等奖1项、二等奖2项）。
丁勇[7]（2016）在《兴隆煤矿倾斜俯伪斜下保护层开采保护范围的研究》文中进行了进一步梳理以兴隆煤矿倾斜俯伪斜保护层开采工程实践为背景,采用实验室实验、数值模拟及现场考察的方法研究了倾斜俯伪斜保护层开采条件下被保护层的保护范围的划定方法。通过对不同方法所划定的保护范围进行对比分析,取得的研究成果如下:（1）通过进行兴隆煤矿6#煤层保护层工作面围岩的力学性质测定实验,测得了6#煤层工作面围岩力学特性参数。（2）通过进行4#煤层被保护层保护范围的现场考察实验,得到了4#煤层沿倾向下边界的有效卸压角为67.6°、倾向上边界的有效卸压角为91.4°。（3）通过建立保护层开采过程中瓦斯越流的多场耦合模型,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件对模型进行求解,并根据残余瓦斯压力判别准则（残余瓦斯压力P<0.74MPa）划定了4#煤层沿倾向上边界的有效卸压角为92.7°、沿倾向下边界的有效卸压角为70.1°、沿走向的有效卸压角为62.1°;同时,根据变形判别准则（煤层法向膨胀变形≥3‰）划定的4#煤层沿倾向上边界的有效卸压角是90.3°、沿倾向下边界的有效卸压角是68.5°、沿走向的有效卸压角是59.3°。（4）通过将不同方法划定的结果和参考《防治煤与瓦斯突出规定》划定的结果进行对比综合分析,确定了兴隆煤矿6#煤层采过后4#煤层沿走向的有效卸压角范围是59.3°62.1°,兴隆煤矿6#煤层工作面采过后4#煤层沿倾向下边界的有效卸压角范围是67.6°70.1°,兴隆煤矿6#煤层采过后4#煤层沿倾向上边界的有效卸压角范围是90.3°92.7°。
彭信山[8]（2015）在《急倾斜近距离下保护层开采岩层移动及卸压瓦斯抽采研究》文中进行了进一步梳理急倾斜煤层由于其赋存特殊性,煤体受挤压破坏较为严重,大多数急倾斜煤层为高瓦斯或突出煤层,大量研究表明开采保护层结合卸压瓦斯抽采是最安全、最有效的区域性防突措施。本文以义马煤业集团李沟矿保护层开采为工程背景,采用理论分析、实验室实验、数值分析和现场实验相结合的研究手段;系统分析了急倾斜近距离下保护层开采岩层移动变形、裂隙动态演化及应力变化规律;构建了保护层开采煤岩变形与卸压瓦斯流动气固耦合模型,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件开展了急倾斜近距离下保护层开采结合卸压瓦斯抽采数值模拟,并在现场工程得以应用。主要研究成果和结论有:裂隙随着保护层工作面的推进从下至上逐步发育,从产生、发展到闭合是一个动态过程,以顺层裂隙发育为主,局部发育小规模穿层裂隙,二者交错贯穿保护层与被保护层。顶板未出现大范围垮塌,以缓慢下沉为主,采动影响范围波及被保护层,但未破坏被保护层开采条件,受采落矸石充填作用影响,正常开采阶段顶板最大挠度小于初次垮落阶段。裂隙发育及岩层移动可为卸压瓦斯运移和瓦斯抽采提供有效通道。应力卸压最大位置与岩层移动最大位置基本重合,随采动影响呈现原始应力→应力集中→应力下降→应力恢复的变化规律,倾斜上部卸压程度高于下部。基于含瓦斯煤体有效应力原理、煤基质吸附膨胀/解吸收缩变形以及采动应力变化的影响,得出了孔隙率和渗透率演化模型,以此为耦合变量,构建了保护层开采煤岩变形与卸压瓦斯流动气固耦合模型。利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件开展了急倾斜近距离下保护层开采结合卸压瓦斯抽采数值模拟,获得了不同采动卸压范围、不同抽采时间的抽采影响半径,在地质条件和开采条件相同的情况下,走向抽采半径大于倾向。现场工程实践表明,有效保护范围内被保护层瓦斯含量由原始的6.159.50m3/t降为2.184.83m3/t,瓦斯压力由0.881.35MPa降为0.200.35MPa,透气性系数由0.35410.3849m2/（MPa2.d）上升到66.080.25m2/（MPa2.d）,平均增加198倍,评判区域内瓦斯抽采率达50.93%。倾斜上部卸压角按86°划定,倾斜下部卸压角按70°划定,走向开切眼端卸压角按58°划定。对于该类型保护层开采,无需另行施工专用顶（底）板岩巷,利用保护层工作面沿空留巷顺槽施工倾斜穿层钻孔可以有效抽采被保护层卸压瓦斯,消除被保护层突出危险性。相同地质条件下保护层开采比水力冲孔卸压更充分、更均匀,再一次证明了保护层开采在防治煤与瓦斯突出中的重要性。初步形成了一套“基于瓦斯地质的突出危险性预评价→突出危险性区域预测→保护层开采可行性分析→保护层开采+卸压瓦斯抽采→抽采达标评判”的完整体系。为该矿及豫西地区选择一煤组作为保护层,保护上覆二煤组提供了技术参数,也为李沟矿及豫西地区未来区域瓦斯治理提供了一定依据。
李浩[9]（2014）在《火成岩侵入区石门揭开煤层群防突技术研究》文中研究指明煤与瓦斯突出是威胁煤矿安全生产的重要灾害之一,往往会造成重大人员伤亡和财产损失。即使没有人员伤亡,也会使得巷道内瓦斯涌出量的增大,造成瓦斯浓度高值超限,威胁矿井安全。石门揭煤过程中,由于特殊的瓦斯赋存条件和地质构造因素,煤与瓦斯突出灾害发生的几率更大。为此,许多国家、科研机构和矿区不断地探索较为安全可靠的防突技术,以确保安全、顺利地揭煤。海孜煤矿是典型的受火成岩侵入影响较大的矿区。火成岩从海孜矿5煤层开始侵入,最大厚度可达到170m,覆盖矿区的大部分地区。在火成岩的炙热烘烤和上覆载荷的作用下,其下伏煤层的瓦斯赋存异常,工作面前方应力峰值增大。历史上,海孜矿火成岩侵入区域下伏煤层曾多次发生煤与瓦斯突出事故,造成了重大人员伤亡和财产损失,也出现了多次瓦斯高值超限的事故,给煤矿安全带来重大安全威胁。海孜矿Ⅱ32采区主运石门上覆有均厚140m的火成岩分布,为了安全、顺利地揭开Ⅱ32主运石门9、8煤层群,首先,通过损伤力学理论和固流耦合的相关原理分析作为理论基础,分析造成煤与瓦斯突出的相关因素；其次运用COMSOL-Multiphysics数值模拟软件对比分析在上覆为火成岩和砂岩的两种不同情况下,待揭煤工作面前方应力分布的异同；再次,对比分析受火成岩影响不同的两个采区相同煤层瓦斯赋存的异同；最后,对待揭煤层实施密集预抽钻孔预抽瓦斯和低压水力冲孔的区域防治措施,以消除待揭煤层的煤与瓦斯突出危险性。通过数值模拟分析,上覆为巨厚火成岩的待揭煤工作面前方的应力集中区域和应力峰值高于上覆为砂岩的情况,表明待揭煤层的突出危险性会增大；受火成岩影响的采区的瓦斯赋存相关参数明显高于不受影响的采区；对待揭煤层实施密集预抽钻孔抽采瓦斯和低压水力冲孔,冲孔后,钻孔的纯流量增加了26.5%-43.8%,瓦斯浓度增加了84.4%-91.7%；抽采结束后,待揭煤层的残余瓦斯压力为0.3MPa、0.22MPa,残余瓦斯含量为5.23m3/t、5.21m3/t,整体抽采率达到了55.7%。表明,采取的一系列措施效果较明显,可以实现安全、顺利揭煤的目标。
赵明明[10]（2012）在《潘二煤矿高抽巷穿层孔卸压增透技术研究》文中研究表明为了探索适合潘二煤矿高抽巷的卸压增透区域防突技术，以11223高抽巷掩护A组煤层煤巷掘进进行研究。采用理论分析、数值模拟和现场试验考察方法，研究了水力压裂卸压增透效果。研究结果表明，影响范围能达到10m，但瓦斯抽采效果并没有得到改善，分析主要原因为在高地应力的作用下压裂产生的裂缝又重新闭合，不适用于潘二煤矿软煤层的卸压增透。通过对水力冲孔的理论和数值分析，并结合现场试验考察得出：①相同抽采时间下，有效影响半径随每米冲出煤量的增多而增大，且增大幅度呈衰减趋势，提出将每米冲出煤量为1t或略大于1t，作为潘二煤矿A组煤的冲出煤量标准，试验结果表明，采用2Φ2.8mm的喷嘴，建立的泵压为1416MPa，基本能实现冲出以上煤量。②冲出煤量不变时，有效影响半径随着抽采时间增加而变大，增大幅度逐渐减小，查明了有效抽放半径y与抽采时间x的量化关系，确定潘二煤矿A组煤实施水力冲孔措施后的合理抽采时间为90天。③采用自动排水的新型封孔工艺后，有效解决了下向孔孔内有积水导致抽采效率低下的问题，瓦斯抽采纯量比传统封孔工艺提高2倍。④采用瓦斯压力、瓦斯含量、抽采浓度与纯量的现场考察水力冲孔半径，确定了当冲出煤量约2.94t/m，抽采15天时，有效影响半径达到6m以上。⑤通过现场考察结果与模拟结果的多方面比较，验证了本文模拟的准确性，根据模拟结果及潘二煤矿实际情况设计了3种水力冲孔布孔间距，最终确定了水力冲孔措施为适合潘二煤矿A组煤层的卸压增透措施。
二、南桐矿务局直属一井水力冲孔科学试验进展情况（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、南桐矿务局直属一井水力冲孔科学试验进展情况（论文提纲范文）
（2）液态二氧化碳相变射孔致裂煤岩体增透机理及应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低渗煤层增透强化抽采技术国内外研究现状 |
| 1.2.2 CO_2-ECBM国内外研究现状 |
| 1.2.3 液态CO_2相变致裂技术国内外研究现状 |
| 1.2.4 煤岩体高压流体冲击致裂力学机理国内外研究现状 |
| 1.2.5 煤岩体卸压增渗机理国内外研究现状 |
| 1.3 本论文研究内容及其技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 2 煤岩基本物理力学性质测试 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 煤岩物理力学参数测试 |
| 2.2.1 样品选择与制备 |
| 2.2.2 工业分析 |
| 2.2.3 SEM微观形态及EDS成分分析 |
| 2.2.4 压汞试验 |
| 2.2.5 煤岩CH4及CO_2等温吸附试验 |
| 2.2.6 基本力学性质测试 |
| 2.3 煤岩赋存原岩应力测试 |
| 2.3.1 地应力在液态CO_2相变射孔致裂增透过程中的作用 |
| 2.3.2 声发射Kaiser效应法原岩应力测试方法研究 |
| 2.3.3 钻孔套心应力解除法地应力测试 |
| 2.4 小结 |
| 3 液态CO_2相变射孔气体冲击动力特征理论及实验研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 CO_2基本性质及其状态方程研究 |
| 3.2.1 二氧化碳基本性质 |
| 3.2.2 二氧化碳状态方程 |
| 3.2.3 二氧化碳相变射孔致裂过程相态分布特征 |
| 3.3 CO_2射流流体动力学基本方程 |
| 3.3.1 连续性方程 |
| 3.3.2 运动方程 |
| 3.3.3 能量方程 |
| 3.3.4 动量方程 |
| 3.3.5 湍流模型 |
| 3.4 液态CO_2相变射孔流体动力特征理论研究 |
| 3.4.1 高压气体冲击射流声速及马赫数 |
| 3.4.2 液态CO_2相变高压气体冲击射流出口速度及质量流量理论模型 |
| 3.4.3 定量液态CO_2相变高压气体冲击射流出口压力理论模型 |
| 3.4.4 液态CO_2相变高压气体冲击射流形态分区结构特征 |
| 3.4.5 高压CO_2 气体冲击射流速度分布特征 |
| 3.4.6 高压CO_2气体冲击射流动压分布特征 |
| 3.4.7 高压CO_2气体冲击射流打击力理论模型 |
| 3.5 液态CO_2相变射孔煤岩体致裂实验装置研发 |
| 3.5.1 系统主要结构组成 |
| 3.5.2 主要技术参数 |
| 3.5.3 系统主要功能及特点 |
| 3.6 液态CO_2相变高压气体射流冲击动力特征实验研究 |
| 3.6.1 实验方案 |
| 3.6.2 液态CO_2相变高压气体射流形态特征实验研究 |
| 3.6.3 液态CO_2相变高压气体射流速度与压力规律研究 |
| 3.6.4 高压CO_2气体射流打击力随系统初始压力变化规律研究 |
| 3.6.5 高压CO_2气体射流打击力随靶体距离变化规律研究 |
| 3.6.6 高压CO_2气体射流打击力随打击角度变化规律研究 |
| 3.7 小结 |
| 4 液态CO_2相变射孔冲击致裂裂隙扩展机理及数值模拟研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 液态CO_2相变射孔冲击煤岩体起裂压力、起裂模型 |
| 4.2.1 地应力条件下倾斜钻孔孔壁应力分布 |
| 4.2.2 地应力条件下倾斜钻孔孔壁煤岩本体起裂模型 |
| 4.2.3 倾斜钻孔沿天然裂隙剪切破坏起裂压力及起裂模型研究 |
| 4.2.4 倾斜钻孔沿天然裂隙张性破坏起裂压力及起裂模型研究 |
| 4.3 地应力条件下倾斜钻孔优势致裂方向判断方法研究及应用 |
| 4.3.1 地应力条件下倾斜钻孔优势致裂方向判断方法 |
| 4.3.2 白皎煤矿液态CO_2相变射孔优势方向确定 |
| 4.4 液态CO_2相变高速气体冲击煤岩体起裂破坏力学机理研究 |
| 4.4.1 二氧化碳相变高速气体冲击煤岩体应力分布理论研究 |
| 4.4.2 二氧化碳相变高速气体冲击煤岩体破坏半径理论研究 |
| 4.5 煤岩体液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展及转向力学机理研究 |
| 4.5.1 含瓦斯煤岩体液态二氧化碳相变射孔致裂裂隙扩展规律研究 |
| 4.5.2 液态CO_2相变射孔煤岩体裂隙断裂准则 |
| 4.5.3 煤体液态二氧化碳相变射孔致裂裂隙转向机理研究 |
| 4.6 煤体液态二氧化碳相变射孔致裂及裂隙扩展规律模拟研究 |
| 4.6.1 数值模拟软件及原理介绍 |
| 4.6.2 模型建立及研究方案 |
| 4.6.3 不同地应力条件下液态CO_2相变射孔煤岩体致裂裂隙分布研究 |
| 4.6.4 不同射流压力条件下液态CO_2相变射孔致裂裂隙分布特征研究 |
| 4.6.5 液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展基本形态规律研究 |
| 4.7 小结 |
| 5 液态CO_2相变射孔冲击致裂裂隙扩展规律实验研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 煤岩体液态CO_2相变射孔冲击破坏宏微观特征实验研究 |
| 5.2.1 实验方案 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.2.3 实验结论 |
| 5.3 三轴应力条件下液态CO_2相变射孔致裂及裂隙扩展规律研究 |
| 5.3.1 类煤岩材料试件制备 |
| 5.3.2 实验方案及实验流程 |
| 5.3.3 不同初始压力条件下液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展规律研究 |
| 5.3.4 不同主应力比条件下液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展规律研究 |
| 5.3.5 不同力学强度试件液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展规律研究 |
| 5.3.6 含层理煤岩体液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展规律 |
| 5.3.7 含裂隙煤岩体液态CO_2相变射孔致裂裂隙扩展规律 |
| 5.3.8 实验结论 |
| 5.4 小结 |
| 6 低透煤层液态CO_2相变射孔致裂卸压增渗机理研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 煤岩体液态CO_2相变射孔致裂增透作用机制分析 |
| 6.3 含瓦斯煤岩体卸压增渗实验及理论研究 |
| 6.3.1 含瓦斯煤岩体卸压增渗实验条件及方法 |
| 6.3.2 试验结果与分析 |
| 6.3.3 基于立方体结构的煤岩体卸压损伤渗透率模型研究 |
| 6.3.4 模型验证 |
| 6.4 穿层钻孔液态CO_2相变致裂抽采煤层瓦斯压降规律研究 |
| 6.4.1 穿层钻孔抽采过程煤层瓦斯压力分布模型建立 |
| 6.4.2 瓦斯抽采压降漏斗形态及其时效特征研究 |
| 6.4.3 瓦斯抽采压降漏斗随煤层物性参数变化规律研究 |
| 6.5 小结 |
| 7 低渗煤岩体液态CO_2相变射孔致裂增透技术应用研究 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 液态二氧化碳相变射孔煤岩致裂技术装置研发 |
| 7.2.1 技术原理 |
| 7.2.2 系统主要结构 |
| 7.2.3 系统主要技术参数 |
| 7.2.4 系统的主要功能及优点 |
| 7.3 液态CO_2相变射孔致裂增透网格式ECBM方法研究及应用 |
| 7.3.1 白皎煤矿试验地点概况 |
| 7.3.2 现场试验及施工步骤 |
| 7.3.3 现场试验结果分析 |
| 7.3.4 液态CO_2相变射孔致裂网格式抽采方法应用及效果评价 |
| 7.4 松软煤层顺层钻孔液态CO_2相变射孔致裂增透技术应用 |
| 7.4.1 杉木树煤矿应用地点概况 |
| 7.4.2 松软煤层顺层钻孔液态CO_2相变射孔致裂增透试验研究 |
| 7.4.3 松软煤层顺层钻孔液态CO_2相变射孔致裂增透防突效果研究 |
| 7.5 小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 本文的研究成果及结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 后续研究工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| B.作者在攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| C.作者在攻读博士学位期间申请的专利 |
| D.作者在攻读博士学位期间所获科技成果奖励及荣誉 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（4）近距离煤层水力冲孔多场耦合效应及卸压瓦斯抽采效果评价研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 需要进一步研究的问题 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 2 煤体变形与卸压瓦斯运移的气固耦合模型 |
| 2.1 煤体微观物理性质实验测试分析 |
| 2.2 煤体物理结构简化模型及基本假设 |
| 2.3 孔隙率与渗透率动态变化模型 |
| 2.4 煤岩体变形场控制方程 |
| 2.5 卸压煤体内瓦斯运移控制方程 |
| 2.6 煤与瓦斯气固耦合模型及定解条件 |
| 2.7 煤与瓦斯气固耦合模型的可行性分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 近距离煤层水力冲孔多场耦合及卸压瓦斯抽采数值模拟分析 |
| 3.1 煤岩力学性质实验测试分析 |
| 3.2 多物理场耦合数值模拟研究方案 |
| 3.3 水力冲孔单孔破煤多场耦合及卸压瓦斯抽采数值模拟 |
| 3.4 水力冲孔双孔破煤多场耦合及卸压瓦斯抽采数值模拟 |
| 3.5 水力冲孔多孔破煤多场耦合及卸压瓦斯抽采数值模拟 |
| 3.6 水力冲孔破煤的卸压瓦斯抽采协同效应 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 近距离煤层水力冲孔多场分布及演化规律监测验证 |
| 4.1 试验矿井概况 |
| 4.2 近距离煤层水力冲孔工艺设计与现场工业试验 |
| 4.3 近距离煤层水力冲孔破煤的电磁辐射信号响应特征 |
| 4.4 近距离高突煤层水力冲孔破煤卸压过程的应力迁移演化规律 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 近距离煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采效果评价方法及验证考察 |
| 5.1 煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采效果评价方法及模型 |
| 5.2 近距离煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采有效影响半径考察 |
| 5.3 近距离煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采有效影响半径的应力监测验证 |
| 5.4 近距离煤层水力冲孔钻孔与普通钻孔的瓦斯抽采效果比较分析 |
| 5.5 近距离煤层水力冲孔卸压瓦斯抽采效果的拟合评价 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）糯东矿水力冲孔增透机理及效果评价方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 瓦斯运移规律研究现状 |
| 2.2 瓦斯抽采技术研究现状 |
| 2.3 瓦斯抽采钻孔流固耦合作用研究现状 |
| 2.3.1 煤岩体结构研究现状 |
| 2.3.2 煤岩体力学性质研究现状 |
| 2.3.3 渗流场与应力场的耦合分析研究现状 |
| 2.4 水力冲孔和水射流破岩理论研究现状 |
| 2.4.1 煤层水力冲孔理论与技术研究现状 |
| 2.4.2 水射流破岩理论研究现状 |
| 2.5 直流电阻率法勘探研究现状 |
| 2.6 研究内容及方法 |
| 2.6.1 研究内容 |
| 2.6.2 研究方法 |
| 2.6.3 技术路线 |
| 3 水力冲孔卸压增透瓦斯机理及理论模型研究 |
| 3.1 基于Hoek-Brown准则的卸压增透机理 |
| 3.1.1 煤岩体H-B破坏准则 |
| 3.1.2 钻孔周围煤体力学性能分析 |
| 3.1.3 冲孔后钻孔卸压区变化规律 |
| 3.2 钻孔抽采瓦斯流固耦合模型 |
| 3.2.1 煤岩瓦斯流动控制方程 |
| 3.2.2 煤体孔隙率和渗透率耦合方程 |
| 3.2.3 煤体变形控制方程 |
| 3.3 水力冲孔增透理论模型 |
| 3.3.1 裂缝生成发育 |
| 3.3.2 裂缝扩展过程 |
| 3.3.3 裂缝扩展长度 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 糯东矿水力冲孔高效抽采数值模拟研究 |
| 4.1 多场耦合模型构建 |
| 4.1.1 模型尺寸确定 |
| 4.1.2 边界条件设定 |
| 4.1.3 力学参数确定 |
| 4.2 冲孔有效影响半径数值模拟及分析 |
| 4.2.1 单孔冲孔有效影响半径数值模拟及分析 |
| 4.2.2 多孔冲孔有效影响半径数值模拟及分析 |
| 4.2.3 冲孔间距与模拟孔间距的关系 |
| 4.3 冲孔布孔方案确定 |
| 4.3.1 不同间距布孔方案分析 |
| 4.3.2 区域瓦斯压力分布 |
| 4.3.3 区域应力分布 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 水力冲孔直流电法响应规律及效果评价方法研究 |
| 5.1 实验系统开发 |
| 5.2 水力冲孔直流电法响应规律实验研究 |
| 5.2.1 不同应力加载对视电阻率的影响 |
| 5.2.2 水对煤岩体视电阻率的影响 |
| 5.2.3 宏观裂隙对煤岩体视电阻率的影响 |
| 5.2.4 水力冲孔对煤岩体视电阻率响应规律 |
| 5.3 理论分析及评价系统建立 |
| 5.3.1 煤体水力冲孔视电阻率响应理论分析 |
| 5.3.2 煤体水力冲孔视电阻率响应评价系统建立 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 糯东矿水力冲孔高效抽采技术现场应用及效果评价 |
| 6.1 试验地点及方案 |
| 6.1.1 试验地点概况 |
| 6.1.2 试验方案确定 |
| 6.2 水力冲孔高效抽采技术现场应用 |
| 6.2.1 水力冲孔效果初步考察 |
| 6.2.2 水力冲孔钻孔参数设计与优化 |
| 6.2.3 试验结果分析及效果验证 |
| 6.3 水力冲孔直流电法响应效果评价 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 各类瓦斯抽放方法的适用条件及抽放率表 |
| 附录B 量化的GSI表 |
| 附录C 实验数据原始记录 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）钻孔水射流冲击动力破煤岩增透机制及其应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| Extended Abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 总体研究思路 |
| 1.6 主要进展及成果 |
| 2 高突煤层结构特征及其水射流冲击响应 |
| 2.1 煤样选取及其组分特征 |
| 2.2 高突煤层的孔隙特征 |
| 2.3 高突煤层的吸附特征 |
| 2.4 水射流对高突煤层孔隙结构的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 孔内水射流冲击动力学特性 |
| 3.1 圆形紊动水射流特征 |
| 3.2 水射流冲击钻孔的流态演化 |
| 3.3 水射流冲击钻孔的力学演化 |
| 3.4 水射流冲击钻孔的动力学模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 孔内水射流破煤岩特性 |
| 4.1 水射流冲击试验系统及方案 |
| 4.2 射流压力对破煤岩特性的控制作用 |
| 4.3 冲击靶距对破煤岩特性的控制作用 |
| 4.4 水射流破煤岩的时效特性 |
| 4.5 水射流破煤岩的热效应 |
| 4.6 孔内水射流破煤岩机制 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 水射流钻孔对煤体的径向增透机制 |
| 5.1 钻孔径向增透研究 |
| 5.2 水射流钻孔成孔方法 |
| 5.3 水射流钻孔对煤体裂隙演化的影响 |
| 5.4 水射流钻孔对抽采有效区的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 含孔煤体受载损伤特性 |
| 6.1 煤体加载试验系统及方案 |
| 6.2 含孔煤体受载特征及损伤机制 |
| 6.3 含孔试块受载特性的尺度效应 |
| 6.4 含孔试块受载特性的空间效应 |
| 6.5 含孔试块受载特性的耦合效应 |
| 6.6 水射流钻孔协同增透机制 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 水射流钻孔区域增透现场试验 |
| 7.1 平顶山矿区特点及试验矿井概况 |
| 7.2 水射流钻孔对区域瓦斯治理的影响 |
| 7.3 水射流钻孔协同抽采模式 |
| 7.4 现场试验 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论、创新点及展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）兴隆煤矿倾斜俯伪斜下保护层开采保护范围的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 保护层保护效果的研究现状 |
| 1.3.2 保护范围研究方法的现状 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 煤岩力学性质的实验测定 |
| 2.1 实验目的 |
| 2.2 实验内容 |
| 2.2.1 实验设备的选取 |
| 2.2.2 试件取样 |
| 2.2.3 实验测定的步骤 |
| 2.3 实验结果 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 保护层开采多场耦合数值模拟研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.1.1 数值模拟的应用 |
| 3.1.2 数值模拟分析方法 |
| 3.2 数值模拟分析的数学模型 |
| 3.2.1 孔隙率的变化规律概况 |
| 3.2.2 煤层瓦斯渗流场的控制方程 |
| 3.2.3 煤岩体的变形控制方程 |
| 3.3 4#煤层保护范围的数值模拟过程 |
| 3.3.1 几何模型的建立 |
| 3.3.2 模型的边界条件 |
| 3.3.3 数值计算的基本参数 |
| 3.4 数值模型的工程验证 |
| 3.5 4#煤层保护范围的数值模拟结果 |
| 3.5.1 残余瓦斯压力判别准则确定的 4#煤层卸压角 |
| 3.5.2 变形判别准则确定的 4#煤层的卸压角 |
| 3.5.3 两种划定结果的对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 4#煤层保护范围的现场考察实验 |
| 4.1 现场考察实验概述 |
| 4.2 实验区域概况 |
| 4.2.1 矿井开采概况 |
| 4.2.2 现场考察实验区概况 |
| 4.3 现场考察实验内容及考察布置 |
| 4.3.1 现场考察实验内容 |
| 4.3.2 现场考察钻孔布置概况 |
| 4.4 现场考察实验参数的测定方法 |
| 4.4.1 煤层瓦斯压力的测定 |
| 4.4.2 钻孔自然瓦斯流量的测定 |
| 4.4.3 煤层透气性系数的测定 |
| 4.5 兴隆煤矿现场测定的结果及分析 |
| 4.5.1 煤层瓦斯压力测定结果及分析 |
| 4.5.2 钻孔瓦斯流量测定结果及分析 |
| 4.5.3 6#下保护层开采的保护效果分析 |
| 4.6 现场考察的卸压角 |
| 4.6.1 倾向方向上的卸压角 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 不同划定方法的结果对比及保护边界的确定 |
| 5.1 保护范围的结果对比 |
| 5.2 保护边界的划定与计算 |
| 5.2.1 4#煤层沿走向的保护边界的划定与计算 |
| 5.2.2 4#煤层沿倾向保护范围边界 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A .作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录: |
| B .作者在攻读硕士学位期间获得的奖励: |
| C .作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目: |
（8）急倾斜近距离下保护层开采岩层移动及卸压瓦斯抽采研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 问题提出及选题依据 |
| 1.2 国内外研究现状及存在的问题 |
| 1.2.1 保护层开采技术研究现状 |
| 1.2.2 保护层开采覆岩移动规律及裂隙演化研究现状 |
| 1.2.3 煤层瓦斯渗流耦合理论研究现状 |
| 1.2.4 保护层开采卸压瓦斯抽采 |
| 1.2.5 前期研究重点及待解决的主要问题 |
| 1.3 研究内容及方法 |
| 1.3.1 本文研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 参考文献 |
| 2 急倾斜煤层赋存及瓦斯地质特征 |
| 2.1 急倾斜煤层分布及埋藏特征 |
| 2.1.1 急倾斜煤层分布特征 |
| 2.1.2 急倾斜煤层埋藏特征 |
| 2.1.3 急倾斜煤层开采特点 |
| 2.2 李沟井田瓦斯赋存规律及煤与瓦斯突出特征 |
| 2.2.1 瓦斯赋存规律 |
| 2.2.2 煤与瓦斯突出特征及控制因素 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 3 急倾斜近距离下保护层开采相似模拟实验研究 |
| 3.1 相似模拟试验理论概述 |
| 3.1.1 相似定理 |
| 3.1.2 相似准则 |
| 3.2 相似模拟试验设计 |
| 3.2.1 实验原型 |
| 3.2.2 相似模拟模型设计 |
| 3.3 相似材料的选取及配比 |
| 3.3.1 相似材料选取 |
| 3.3.2 相似材料配比 |
| 3.4 实验过程及观测 |
| 3.4.1 模型观测方案 |
| 3.4.2 实验过程 |
| 3.5 模型开采与实验结果分析 |
| 3.5.1 模型开采过程 |
| 3.5.2 上覆煤岩体裂隙发育特征 |
| 3.5.3 上覆岩层及被保护层移动变形规律 |
| 3.5.4 应力演化规律 |
| 3.5.5 保护范围及垮落角 |
| 3.5.6 声发射特征 |
| 3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 4 急倾斜近距离下保护层开采岩层移动变形规律 |
| 4.1 急倾斜煤层开采覆岩移动特征 |
| 4.1.1 岩体的原始应力状态 |
| 4.1.2 急倾斜下保护层采空区上覆煤岩体移动特征 |
| 4.2 急倾斜下保护层开采顶板破断规律 |
| 4.2.1 急倾斜顶板受力分析 |
| 4.2.2 顶板初次垮落薄板分析 |
| 4.2.3 正常开采阶段薄板分析 |
| 4.3 被保护层应力分布及移动变形数值模拟研究 |
| 4.3.1 概述 |
| 4.3.2 数值模型的建立 |
| 4.3.3 监测点布置 |
| 4.3.4 一_8煤层开采后二_1煤的应力演化规律 |
| 4.3.5 一_8煤层开采后二_1煤的膨胀变形规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 5 急倾斜近距离下保护层开采气固耦合模型及数值模拟 |
| 5.1 保护层开采煤岩变形与卸压瓦斯流动气固耦合模型 |
| 5.1.1 煤层瓦斯赋存的含量方程 |
| 5.1.2 瓦斯流动控制方程 |
| 5.1.3 瓦斯流动连续性方程 |
| 5.1.4 含瓦斯煤体有效应力分析 |
| 5.1.5 含瓦斯煤体孔隙率及渗透率方程 |
| 5.1.6 采动煤岩体变形方程 |
| 5.1.7 采动煤岩体屈服准则 |
| 5.2 急倾斜近距离下保护层开采卸压瓦斯抽采气固耦合数值模拟 |
| 5.2.1 软件功能模块 |
| 5.2.2 数值模拟过程 |
| 5.2.3 被保护层瓦斯压力变化规律 |
| 5.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 6 急倾斜近距离下保护层开采卸压瓦斯抽采工程实践 |
| 6.1 保护层开采工程概况 |
| 6.1.1 矿井概况 |
| 6.1.2 煤层突出危险性分析 |
| 6.1.3 保护层开采可行性分析 |
| 6.1.4 保护层及被保护层开采范围 |
| 6.2 保护层开采综合瓦斯治理 |
| 6.2.1 保护层工作面风排瓦斯治理 |
| 6.2.2 采空区埋管抽放瓦斯 |
| 6.2.3 保护层工作面顺槽倾斜穿层钻孔卸压瓦斯抽采 |
| 6.3 保护层开采卸压效果考察 |
| 6.3.1 被保护层瓦斯压力变化 |
| 6.3.2 被保护层透气性系数变化 |
| 6.3.3 被保护层瓦斯涌出考察 |
| 6.3.4 保护范围及卸压角考察 |
| 6.4 区域防突补充措施 |
| 6.5 瓦斯抽采达标评判 |
| 6.5.1 区域措施效果检验 |
| 6.5.2 被保护层掘进工作面突出危险性预测与检验 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）火成岩侵入区石门揭开煤层群防突技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1. 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 石门揭煤防突技术研究现状 |
| 1.2.2 水力冲孔研究现状 |
| 1.3 课题研究的主要内容和方法 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 研究的方法 |
| 2. 火成岩侵入区石门揭煤区域力学特征研究 |
| 2.1 煤岩体力学特性分析 |
| 2.1.1 煤岩体的应力-应变关系 |
| 2.1.2 煤岩体的非均匀性对应力-应变关系的影响 |
| 2.2 石门揭煤区域煤岩体破裂变形特征 |
| 2.2.1 煤岩体受载变形规律 |
| 2.2.2 影响煤岩体变形的因素 |
| 2.2.3 煤岩体失稳判断准则 |
| 2.3 火成岩下煤岩体采动效应 |
| 2.4 火成岩侵入区石门揭煤工作面力学特性数值模拟 |
| 2.4.1 COMSOL-Multiphysics软件简介 |
| 2.4.2 数值模拟模型的建立 |
| 2.4.3 数值模拟结果 |
| 2.5 地应力对瓦斯压力和煤体强度的影响 |
| 2.5.1 地应力对瓦斯压力的影响 |
| 2.5.2 地应力对煤体强度的影响 |
| 2.6 本章小结 |
| 3. 火成岩侵入对煤层瓦斯赋存和瓦斯灾害的影响 |
| 3.1 火成岩侵入对煤层瓦斯赋存的影响 |
| 3.1.1 火成岩侵入对煤质的影响 |
| 3.1.2 火成岩侵入对瓦斯吸附-解吸特性的影响 |
| 3.1.3 火成岩侵入对煤层瓦斯的“圈闭”作用 |
| 3.2 火成岩侵入对瓦斯灾害的影响 |
| 3.2.1 火成岩侵入对瓦斯含量和瓦斯压力的影响 |
| 3.2.2 火成岩侵入对综合指标D、K的影响 |
| 3.2.3 火成岩侵入对煤体强度的影响 |
| 3.2.4 火成岩侵入造成的区域应力异常 |
| 3.3 本章小结 |
| 4. 石门待揭煤区域突出危险性分析及抽采钻孔设计 |
| 4.1 试验区概况 |
| 4.2 揭煤工艺流程 |
| 4.3 Ⅱ32主运石门待揭煤区域原始瓦斯压力测定 |
| 4.3.1 待揭煤层原始瓦斯压力测压钻孔设计 |
| 4.3.2 测压钻孔“两堵一注”封孔法 |
| 4.3.3 测压结果 |
| 4.3.4 待揭煤层始瓦斯含量测定 |
| 4.3.5 待揭煤层区域突出危险性判断 |
| 4.4 待揭煤层斯预抽钻孔设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5. 低压水力冲孔在石门揭煤中的应用 |
| 5.1 水力冲孔分类 |
| 5.2 水力冲孔破煤所需的最小压力 |
| 5.3 水力冲孔的卸压增透作用 |
| 5.4 低压水力冲孔的增透作用数值模拟 |
| 5.4.1 几何模型建立 |
| 5.4.2 数值模拟结果 |
| 5.5 低压水力冲孔现场试验 |
| 5.5.1 施工工艺 |
| 5.5.2 水力冲孔施工措施 |
| 5.6 低压水力冲孔试验结果分析 |
| 5.6.1 单孔瓦斯浓度及流量考察 |
| 5.6.2 冲煤量及冲煤率 |
| 5.6.3 冲孔等效半径测算 |
| 5.6.4 水力冲孔后整体抽采率 |
| 5.7 本章小结 |
| 6. 石门揭煤区域效果考察及区域验证 |
| 6.1 区域效果考察 |
| 6.1.1 待揭煤层残余瓦斯压力测定 |
| 6.1.2 待揭煤层残余瓦斯含量测算 |
| 6.2 区域效果验证 |
| 6.3 本章小结 |
| 7. 主要结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（10）潘二煤矿高抽巷穿层孔卸压增透技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 引言 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤层卸压增透技术研究现状 |
| 1.2.2 水力冲孔研究现状 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 试验矿井及试验区域概况 |
| 2.1 试验矿井概况 |
| 2.1.1 矿井基本情况 |
| 2.1.2 地质构造 |
| 2.1.3 煤层和瓦斯 |
| 2.2 试验区域概况 |
| 2.2.1 3 和 1 煤层概况 |
| 2.2.2 11223 高抽巷概况 |
| 2.2.3 煤层瓦斯 |
| 2.2.4 地质构造 |
| 2.2.5 水文地质特征 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 水力压裂消突效果研究 |
| 3.1 煤层的地质特征 |
| 3.1.1 煤层基质孔隙 |
| 3.1.2 煤层裂隙 |
| 3.1.3 煤层的构造 |
| 3.2 水力压裂增透理论分析 |
| 3.2.1 煤层在外力作用下渗透率特征 |
| 3.2.2 煤层裂缝产生与延伸 |
| 3.2.3 水力压裂卸压增透作用 |
| 3.3 水力压裂的数值分析 |
| 3.3.1 水力压裂起裂压力与煤层埋深的关系 |
| 3.3.2 水力压裂起裂压力与煤层硬度的关系 |
| 3.3.3 煤层不同埋深和硬度对应的水力压裂增透范围 |
| 3.3.4 合理的水力压裂施工参数 |
| 3.4 水力压裂现场试验与考察 |
| 3.4.1 现场试验 |
| 3.4.2 效果考察 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 水力冲孔卸压增透理论分析 |
| 4.1 高压水射流及其破煤理论 |
| 4.1.1 淹没水射流特性 |
| 4.1.2 高压水射流破煤机理 |
| 4.2 地应力与煤层透气性关系 |
| 4.3 水力冲孔卸压增透机理 |
| 4.3.1 水力冲孔钻孔周围煤体应力分布 |
| 4.3.2 应力改变对煤体渗透率的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 水力冲孔卸压增透范围数值模拟 |
| 5.1 计算模型及定解条件 |
| 5.1.1 计算模型及定解条件 |
| 5.1.2 冲孔后煤岩变形控制方程 |
| 5.1.3 煤岩体中瓦斯运移流-固耦合方程 |
| 5.1.4 边界类型和定解条件 |
| 5.1.5 模型建立所需参数 |
| 5.1.6 物理模型建立 |
| 5.2 水力冲孔有效影响半径数值分析 |
| 5.2.1 单孔冲出不同煤量与有效影响半径关系的数值分析 |
| 5.2.2 抽采时间与有效影响半径关系的数值分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 水力冲孔现场试验及布孔方案确定 |
| 6.1 水力冲孔设备选型 |
| 6.1.1 乳化液泵 |
| 6.1.2 钻机和连接管 |
| 6.1.3 喷头 |
| 6.1.4 监测设备 |
| 6.1.5 防喷装置 |
| 6.2 下向孔封孔和自动排水除渣新工艺 |
| 6.3 水力冲孔冲孔工艺 |
| 6.4 水力冲孔影响半径考察 |
| 6.4.1 水力冲孔试验钻孔布置 |
| 6.4.2 下向孔自动排水除渣抽采效果考察 |
| 6.4.3 水力冲孔试验效果分析 |
| 6.5 水力冲孔布孔方案确定 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 附件 |
四、南桐矿务局直属一井水力冲孔科学试验进展情况（论文参考文献）
- [1]基于离散元的软硬复合煤层高压水射流损伤增透机制与应用[D]. 李龙飞. 中国矿业大学, 2021
- [2]液态二氧化碳相变射孔致裂煤岩体增透机理及应用研究[D]. 白鑫. 重庆大学, 2019
- [3]沈阳研究院在煤矿瓦斯防治技术方面的研究进展[A]. 张占存,姜文忠. 2018'第四届煤炭科技创新高峰论坛——煤矿安全与应急管理论文集, 2018
- [4]近距离煤层水力冲孔多场耦合效应及卸压瓦斯抽采效果评价研究[D]. 曹佐勇. 中国矿业大学, 2018(01)
- [5]糯东矿水力冲孔增透机理及效果评价方法研究[D]. 李雅阁. 北京科技大学, 2017(08)
- [6]钻孔水射流冲击动力破煤岩增透机制及其应用研究[D]. 高亚斌. 中国矿业大学, 2016(02)
- [7]兴隆煤矿倾斜俯伪斜下保护层开采保护范围的研究[D]. 丁勇. 重庆大学, 2016(03)
- [8]急倾斜近距离下保护层开采岩层移动及卸压瓦斯抽采研究[D]. 彭信山. 河南理工大学, 2015(11)
- [9]火成岩侵入区石门揭开煤层群防突技术研究[D]. 李浩. 安徽理工大学, 2014(02)
- [10]潘二煤矿高抽巷穿层孔卸压增透技术研究[D]. 赵明明. 河南理工大学, 2012(01)