一、对“水力冲孔”一些问题的商榷（论文文献综述）
汪皓[1]（2020）在《突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究》文中提出煤与瓦斯突出是影响深部煤炭安全开采的主要灾害之一,随着采深的递增,地应力和煤层瓦斯参数也不断升高,加剧了煤与瓦斯突出的严重性。深部条件下,传统区域防突措施存在工期长、抽采效率低等问题,严重影响了煤矿的安全高效生产。为提高防突效率,一种大直径、远距离、高效率和低成本的定向钻进区域防突技术得到了发展,本文针对该技术在区域防突方面存在的钻孔参数设计理论依据不足、煤层瓦斯参数测定难、煤层消突评价方法不准确等难题,建立了考虑基质、裂隙应变的受载煤体双孔隙双渗透气固耦合模型,模拟分析并确定了抽采负压非定常分布下的大孔径多分支定向长钻孔布孔间距;建立并提出了煤层原位瓦斯参数反演的数学模型和方法,分析了煤层瓦斯参数区域差异性特征;建立并提出了煤层区域消突效果高效动态评价的模型和方法,并在薛湖煤矿现场进行验证,研究取得的主要成果如下:（1）探讨了抽采负压对瓦斯涌出的导流作用机制,建立了变质量瓦斯流在钻孔内流动时抽采负压压降微分方程,得到了抽采负压沿孔长方向的非定常分布模型,分析了钻孔抽采负压的衰减规律,结果表明:在已知钻孔抽采参数条件下,多分支定向梳状长钻孔孔内抽采负压变化规律符合指数函数形式。（2）基于多孔介质弹性理论、有效应力定律和吸附应变理论等理论,提出了影响煤基质应变的机械压缩系数和吸附系数,构建了考虑煤基质、裂隙变形受机械应变和吸附应变影响的受载煤体双孔隙双渗透模型,模拟了抽采负压非定常分布下大孔径多分支定向钻孔瓦斯涌出演化过程。结果表明:当抽采负压非定常分布时,定向钻孔各分支孔的瓦斯抽采有效影响半径沿孔长方向呈现逐渐减小趋势,并确定了试验煤层定向钻孔最优间距。（3）分析了钻进过程中煤屑及煤壁瓦斯涌出规律,建立了以钻孔瓦斯涌出量为基础的煤层瓦斯参数反演模型,提出了随钻测试煤层原位瓦斯压力和含量的反演方法,并进行现场应用,实现了煤层瓦斯参数测定结果的精细化和可视化。结果表明:煤层原位瓦斯参数分布不均匀,具有明显的区域差异性特征,数值上整体表现为正态分布,且反演计算误差在5.35%～18.18%之间,证明了反演模型的准确性和可靠性。（4）基于煤层原位瓦斯压力精细分布、煤层瓦斯抽采演化过程及瓦斯抽采总量,建立了煤层消突效果高效动态评价模型,并进行现场验证。结果表明:传统的煤层区域消突达标评判方法在计算煤层瓦斯总量、瓦斯抽采达标总量、抽采达标率和确定抽采达标时间上均存在较大的误差,无法保证在规定的时间内实现煤层全部抽采达标,而由新模型的计算结果与现场实际更接近,可靠性更高。本文的研究成果对于加强煤层瓦斯参数精细化和可视化研究、完善区域防突理论与技术、实现煤与瓦斯突出精准防控具有重要的理论意义和实践价值。该论文有图221幅,表17个,参考文献221篇
段敏克[2]（2020）在《真三轴采动影响下结构异性煤岩多场耦合响应机制及瓦斯运移规律研究》文中认为我国煤层赋存条件差异大,地质构造复杂,煤岩内部结构呈现明显的各向异性特征。随着煤矿开采深度和强度的不断增加,伴随多场耦合作用的开采扰动效应更加明显,在构造应力与采动应力综合作用下表现出明显的真三轴采动应力状态（σ1>σ2>σ3）,即外部应力也呈现各向异性特征。煤岩渗透率的各向异性是由煤岩内部结构和外部应力双重异性耦合的结果,研究煤岩渗透率和力学行为的各向异性特征是煤层瓦斯安全高效精准抽采的关键。本文运用重庆大学自主研制的多功能真三轴流固耦合实验系统,循序渐进的进行了不同真三轴采动应力路径下、不同层理倾角煤岩的力学行为及渗流特征实验,分析了不同真三轴采动应力路径或应力状态、主应力、层理结构或倾角及瓦斯流动方向等因素,对煤岩力学行为和渗透特性的影响;基于真三轴应力条件下含层理煤岩的渗流实验结果,结合平板裂隙流理论,将煤岩简化为立方体模型,构建了基于层理效应的真三轴动态各向异性渗透率模型;将煤岩看作双孔介质模型,由真三轴动态各向异性渗透率模型及动态孔隙率模型、应力平衡方程、基质和裂隙内瓦斯质量守恒方程,构建了煤岩多场耦合数学模型;运用数值模拟平台进行了各向异性渗透率煤层多场耦合作用下的瓦斯抽采数值模拟实验,研究结果以期为瓦斯抽采钻孔精准布置提供理论指导。本文的主要研究成果如下:（1）在真三轴简单应力路径下,对正交层理煤岩开展了不同真三轴应力状态、不同气体流向的渗透特性研究。探讨了σ2、层理与主应力或瓦斯流动方向对煤岩渗透率和变形的影响。随σ2的增加,煤岩渗透率逐渐减小。本实验中平行层理方向的渗透率约为垂直层理方向渗透率的2倍,而两平行层理方向的渗透率总体相差不大。当气体渗流方向平行煤岩层理面时,σ3垂直层理面时的渗透率最大,σ2次之,σ1最小。渗透率各向异性比随应力的变化而动态变化,随着σ2的增加,渗透率各向异性比减小。（2）在真三轴采动应力路径下,对不同层理角度煤岩在不同应力状态下进行了真三轴加卸载渗流实验,探讨了不同层理角度与真三轴应力状态耦合作用对煤岩变形、渗透率、能量及破坏形态的影响。随着层理角度的增大,煤岩的峰值强度降低,破坏失稳前耗散能增加,弹性应变能减小,渗透率也增加。真三轴应力状态A组的ε2出现反转效应,而B组破坏后出现ε2<ε3的现象。真三轴应力状态A组的峰值强度明显比B组的要低,而耗散能恰恰相反。（3）在真三轴循环扰动作用下,循环主应力方向对应的主应变为主导变形,其变形量相对较大。分级循环σ1与σ3过程中,ε2都相对较小,且产生的残余应变变化趋势相同,即随分级循环σ1与σ3载荷幅度的增加,累积残余最大主应变和最小主应变分别呈指数型、二次抛物线型函数增加,相对残余最大主应变与最小主应变分别呈U型、∩型先减小后增加,而累积及相对残余中间主应变的变化量都较小。分级循环加或卸载σ2都可能引起煤岩的失稳破坏,且产生的残余中间主应变明显增加,临界破坏急剧增大。随着分级循环载荷幅度的增加,煤岩的总耗散能呈指数函数增加,损伤变量也呈“S”型增加。（4）基于立方体模型及平板裂隙流理论,构建了各向异性单元体渗流模型,定义了煤岩初始结构各向异性系数,推导了考虑煤岩自身结构和应力变化的真三轴动态各向异性（D-A）渗透率模型,用真三轴实验数据和经典渗透率模型W-Z（各向异性）、C-B和S-D渗透率模型对基于层理效应的真三轴动态各向异性（D-A）渗透率计算模型进行了对比,验证了基于层理效应真三轴动态各向异性（D-A）渗透率计算模型的正确性和优越性。（5）将煤岩视为双孔介质模型,基于真三轴应力场控制方程和瓦斯流动场控制方程,再结合真三轴动态各向异性渗透率模型及动态孔隙率模型,构建了真三轴应力条件下结构异性煤层多场耦合数学模型,此模型考虑了真三轴应力条件下的有效应力、煤岩结构各向异性特征、煤岩动态渗透率各向异性特征、扩散系数动态变化特性、基质收缩和层理效应等多重因素交叉耦合影响。开展了各向异性煤层单孔干式瓦斯抽采的数值模拟研究,探讨了多抽采钻孔群优化布置方案。
刘统[3]（2021）在《平顶山矿区难抽煤层微观孔隙结构演化特性及对瓦斯储运的影响》文中研究表明煤层瓦斯抽采对矿井灾害防控、清洁资源回收和减碳绿色生产意义显着,我国难抽煤层分布广泛,煤层瓦斯抽采浓度波动大、衰减快、效率低,严重制约了煤、气资源的安全高效开发。平顶山矿区为我国典型的低透难抽矿区,矿区难抽煤层经历的复杂的地质演化,孔隙结构异常复杂,煤层往往含有高饱和、高压瓦斯,且渗透性极差,形成了显着的“高储低孔低渗”储层特性。煤层孔隙结构是影响瓦斯藏储和运移（储运）特性的关键因素,特别对低孔低渗储层,复杂孔隙结构可能是造成钻孔流量衰减快、抽采困难的主要原因。本文采用理论分析、物理实验和数值模拟多手段相结合的方式深入探究了平顶山矿区难抽煤层微观孔隙结构演化特性及对瓦斯储运的影响,以期深刻揭示难抽煤层瓦斯储运的微观机制,为破解难抽煤层瓦斯抽难题提供新认识,研究取得主要成果如下:（1）从化学官能团和孔隙结构演化角度探究了第二煤化跃变点（Ro=1.3%）附近平顶山矿区难抽煤层的瓦斯生储机制。研究发现第Ⅱ煤化阶段（Ro=0.6-1.3%）含氧官能团、脂肪烃含氢化学键大量减少,导致脂肪氢率Hal降低,脂肪侧链长度CLal急剧缩短和芳香度AR迅速增大,脱氢去氧反映愈发剧烈,烃类气体大量生成,跃变点附近难抽煤的生烃潜能降低明显,处在生烃高峰期。同时,跃变点附近难抽煤的脂肪结构孔大量消失,加之沥青质大量堵塞孔隙,导致孔容降低至整个煤化阶段的最低水平,同时,介、宏孔开放性差且极不发育导致剧烈生成的甲烷失去了运移通道在高应力下被大量封闭在微纳米孔隙甚至大孔、微裂隙内,造成高压瓦斯高饱和乃至超饱和赋存。（2）探究了煤大分子形态结构对微、介孔隙生成和演化的影响,揭示了平顶山矿区难抽煤层孔隙演化的微观机理。微晶结构单元（BSU）的延展度La和微孔孔容有显着线性正相关关系,随La增大,BSU内芳香层的层间空隙和BSUs错位排布形成的缺陷增多,导致微孔孔容增大;缺陷度R1和La/Lc（BSU延展度La与堆砌度Lc之比）对介孔孔容有显着影响,介孔发育程度与大尺寸BSUs和分子定向域生长、排布特征有关。第二次煤化跃变前,脂肪结构降解和沥青质阻塞作用主导孔隙演化,孔容随大分子结构缺陷的减少而迅速降低;跃变后,无序微晶结构演化（La增大）开始主导孔隙演化,BSUs的生长促使孔容发生转折性增大。构造作用通过促进BSUs生长和加剧无序性排布使得结构缺陷显着增加,孔隙因而更发育。（3）探究了煤化作用下全尺度孔径分布的演化特征,提出了基于NMR-Mn Cl2的煤体孔隙结构通达性评价和分类方法。研究发现:煤化作用会显着改变孔径分布,其中对介孔分布改造明显,第二次煤化跃变下,平顶山矿区难抽煤层介孔发育迅速变差且出现严重的孔径缺失,自由流体孔隙度和核磁渗透率均极低,分别仅为1.16%和10-4 m D水平。通过分析核磁T2谱对顺磁离子Mn2+扩散的响应规律反演获得了煤样孔隙结构通达特征,将煤中孔隙分为易达孔、较难达孔、难达孔和孤立孔4类,发现难抽煤内易达孔占比显着低于非难抽煤,而孤立孔占比远高于非难抽煤。平顶山矿区难抽煤孔隙平均尺度小,小于5μm的微纳米孔呈孤群式发育,少部分连通性孔隙呈带状集聚分布,整体结构连通性差。（4）构建了平顶山矿区难抽煤多尺度复杂孔裂隙网络的三维可视化模型,获得了微纳米孔隙拓扑空间结构特征及其对微尺度流动影响规律。基于卷积神经网络的深度学习方法,实现了煤体孔裂隙网络结构智能分割和精准提取。通过最大球算法建立了等效孔隙网络模型（PNM）,获得了孔隙拓扑结构定量参数。较非难抽煤,难抽煤孔隙最大连通基团规模极小,呈现出小尺度等效孔腔发育的特征,同时其孔腔配位数低,孔喉直径小、长度短且数量极少。FIB-SEM结果显示,难抽煤纳米级孔隙群呈现大尺度孔腔与小尺度孔喉网状连通、空间交联排布的配置关系,30 nm以下孔喉构成了气体扩散的主要通道。开展了基于PNM的微尺度流动模拟和微观结构流线场模拟,发现难抽煤纳米尺度等效结构流体压力梯度突变较为明显,流场线长度较短,流体在微结构内发生圈闭,小规模孔隙簇群、狭窄孔喉通道及低配位数孔腔是低效流动的主要原因。（5）基于微米CT系统搭建了气体运移可视化实验平台,实现了微观结构对气体扩散影响的可视化研究。非难抽煤和难抽煤均含有沿层理方向分布的暗黑色低透带,平顶山矿区难抽煤内低透带广泛分布占比42.24%,远大于非难抽煤的8.14%,低透带内Kr气由裂隙向周围基质的扩散极为缓慢,2-50 h内的平均速率仅为1.04μm/h;通过图像注册配准、灰度校正计算、阈值分割和三维体渲染等实现了Kr气在低透带内扩散过程可视化和归一化浓度分布的定量分析;此外难抽煤解吸速率缓慢,大量Kr气被困在低透区内微纳米孔群中运移困难;另外,低透区空间孔隙结构呈现显着的孤立分布特性,高透区则存在明显的大尺度孔腔;低透带含量、分布和其内微纳米孔隙连通性对气体扩散的影响显着。（6）揭示了平顶山矿区难抽煤层瓦斯储运特性,指明了难抽煤层强化瓦斯抽采的必要方式。高压瓦斯团聚式赋存、微纳米孔隙孤群式发育和孔径畸形化分布使得平顶山矿区难抽煤层呈现出高瓦斯、低透气、非均质和易突变的特质,钻孔瓦斯抽采因而呈现出瞬时爆发式涌出、短时突变式解吸和长时缓滞式流动的特点。最后针对难抽煤层低压瓦斯吸附量高和低透带等效基质尺度大的特征,提出采取深度卸压和强力增透的方式,促进低压瓦斯解吸、加速瓦斯扩散运移,进而实现高效抽采。本论文共有图121幅,表24个,参考文献215篇。
李贺[4]（2018）在《微波辐射下煤体热力响应及其流-固耦合机制研究》文中研究指明矿井瓦斯（煤层气）不仅是一种灾害源,也是一种绿色能源,煤层气开发有利于优化国家能源结构并控制煤矿瓦斯事故。针对我国煤层“高储低渗”的瓦斯赋存特征,强化瓦斯抽采技术被广泛提出,其核心思想是通过人为扰动改变储层物性结构以达到促进瓦斯解吸或增透的目的。然而,传统的煤层水力化增透技术极易导致水锁伤害,新兴的物理化学增透措施也都存在着工艺复杂、能耗高、污染严重等局限性。本文以煤层瓦斯的微波注热增产为背景,以微波辐射实验系统为基础,借助理论分析、物理实验及数值模拟等手段深入研究了微波辐射下煤体热力响应及其流-固耦合机制,得到以下重要成果:首先,介绍了微波辐射系统并建立了微波场内煤的多相多孔介质模型,利用该模型研究了煤的微波热力响应机制。发现微波辐射煤体热效应包括介质损耗产热、水分蒸发散热、煤体内部对流换热及表面对流散热;高温下,液态水蒸发为水蒸汽并溢散到空气中,煤体温度的不均匀分布导致水分蒸发呈现异步性,从而引起高压蒸汽喷溢,继而造成煤体损伤;微波功率的提高会增大煤体升温的异步性及不均匀性,而煤体含水饱和度的增大有助于提高其升温速率。其次,利用红外光谱研究了微波对煤体分子结构的改造过程,利用扫描电镜观察了微波对煤体孔隙形态的作用效果,利用压汞和核磁共振揭示了微波对煤体孔隙分布的影响机制。结果表明,微波能够促使煤中脂肪烃分解并以挥发分的形式脱除,高温高压气体冲击会导致闭合孔打开并连通,孔容增大;煤发生芳构化反应及缩聚反应,芳香度提高,微、小孔减少而中、大孔增多,孔隙比表面积减小;此外,羟基、羧基等亲水性含氧基团的减少会导致煤体束缚水能力及吸附瓦斯能力的降低。再次,设计了循环实验以研究微波对煤体宏观裂隙场、温度场及波速场的影响机制。结果表明,微波能够有效致裂煤体,延长辐射时间有利于裂隙扩展,增大微波功率既有利于微裂隙发育,又有助于裂隙的相互贯通;随着微波辐射的持续,煤体承受的热损伤逐渐累积,裂隙长度与开度加大,加剧了裂隙对超声波的阻断效应,从而导致纵横波波速降低;另外,煤体非均质性越强,其在微波辐射下的破裂现象越显着;煤样含水率的增大也有助于微波致裂。然后,利用核磁共振仪研究了微波辐射对煤的脱水特性,利用接触角测试仪探讨了微波辐射对煤体润湿性的影响,利用煤岩渗透率测试仪揭示了微波辐射对煤体渗透性的影响,利用瓦斯解吸仪研究了微波辐射下煤体瓦斯储运机制。结果表明,微波辐射通过减少亲水性含氧官能团减弱了煤体润湿性,从而有助于水锁效应的解除;随着原始煤样含水率的增大,其渗透率呈负指数降低,微波辐射后,干燥煤样渗透率升高,随着煤样含水率的增大,微波增透率呈指数型增长;微波辐射会导致煤体瓦斯解吸速度加快,总解吸量增大,说明微波辐射改善了煤体孔隙结构,使得瓦斯更容易从煤基质及孔隙系统中运移出来。最后,建立了微波辐射煤储层的电磁-热-流-固全耦合模型,利用该模型研究了微波辐射对煤层瓦斯储运的影响。结果表明,微波辐射下瓦斯解吸引起的基质收缩是导致煤体孔隙率、渗透率增大的关键因素;相对于常规抽采,微波注热条件下的累计瓦斯抽采量提高43.9%;低功率连续微波注热既有利于保持较高的抽采效率,也有利于防止煤层过热;另外,煤储层的微波热改造更适用于高瓦斯低透煤层。研究生期间共发表学术论文18篇,其中以第一作者或通讯作者发表SCI论文6篇（JCR一区3篇,二区3篇）,EI论文2篇,核心论文2篇;共申请国家发明专利24项,其中授权12项;获省部级科技一等奖4项。
杨琨[5]（2017）在《铁路瓦斯隧道施工中若干问题的对比研究——天坪隧道瓦斯突出工区施工案例分析》文中进行了进一步梳理为了解决铁路瓦斯隧道,尤其是瓦斯突出隧道施工中的重、难点问题,文章通过渝黔铁路天坪隧道瓦斯突出工区的施工实践,结合煤矿类似工程,对现行规范以及设计、施工、管理中存在的诸多问题进行了对比分析研究,提出了进一步优化瓦斯隧道等级划分、建立合理的动态评价体系和组织管理模式等建议。
李阳[6]（2015）在《高温高压耦合作用下深部煤层吸附瓦斯综合模型研究》文中研究说明近年来,我国煤矿的开采深度不断加深,当埋藏深度达到一定值之后,瓦斯含量与埋深的关系不再是简单的线性关系,这与以往的浅部煤层的结论不同。且随着深度的增加,原定的煤层瓦斯含量突出临界值8m3/t已经不再适用于对矿井突出危险性的预测。本文以平煤一矿为例,对深部煤层的温度和压力进行预测,在此基础上,进行了高温高压等温吸附实验,综合分析了温度压力对煤吸附特性的影响,压力增大,吸附瓦斯量增加,温度升高,吸附瓦斯量减少,高温、高压条件下煤对瓦斯吸附性能的大小,是压力和温度综合作用的结果,并由实验数据得到了吸附常数与温度的线性回归方程式,并因此建立了吸附瓦斯含量的计算模型。在综合分析了温度压力的变化对孔隙率的影响的基础上,建立了孔隙率计算模型,并因此建立了游离瓦斯含量的计算模型,从而得到了高温高压耦合作用下煤吸附瓦斯的综合模型。利用此模型对埋深850m以深的煤层进行瓦斯含量理论值计算,与实测瓦斯含量值进行对比验证,并在此基础上提出了新的瓦斯含量突出临界指标。
范超[7]（2015）在《“三软”煤层水力冲孔卸压增透关键技术及应用》文中研究说明“三软”单一突出煤层无法通过开采保护层卸压增透,由于其顶底板岩体质软破碎、煤体结构破坏严重,无法进行水力压裂,只能采用水力冲孔出煤、卸压增透,实现快速抽采达标。本文在对以往水力冲孔技术系统分析的基础上,采用一系列新型冲孔装备,通过实验室实验、现场试验、理论分析和数值模拟,提出一套适合于“三软”煤层的快速卸压增透技术。首先,利用Hoek-Brown破坏准则,以高压水射流破煤机理为基础,建立水力冲孔前后钻孔周围应力分布的数学模型,计算钻孔周围卸压区域,确定水力冲孔卸压影响范围。其次,针对水力冲孔后出现的应力拱现象,引入散体力学理论分析钻孔成拱的极限跨度;并通过直剪试验,研究含水率对钻孔成拱的影响,为冲孔前后钻孔是否成拱稳定提供依据。据此,系统探讨了“三软”煤层水力冲孔卸压增透机理。最后,采用钻冲一体化系统装置和瓦斯抽采孔水力作业机等装备,在郑州煤炭工业（集团）有限责任公司大平煤矿和告成煤矿“三软”煤层进行了工业性试验,初步提出了一套多阶段、多途径增透技术:第一阶段的中风压快速钻进和退钻过程中的高压水射流冲孔的钻冲一体化技术,联抽阶段的老孔多次修复增透技术和裸孔螺杆钻具透孔、高压水射流增透技术。现场应用结果表明:穿层钻孔采用钻冲一体化技术后瓦斯抽采半径增加1.5倍,煤层透气性系数提高2倍;对临时封孔的裸孔多阶段增透后,测试钻孔的瓦斯抽采量提高22.5倍;老孔修复增透后,瓦斯抽采纯量增加0.44.2倍。
张遵国[8]（2015）在《煤吸附/解吸变形特征及其影响因素研究》文中研究表明煤与瓦斯突出灾害防治是世界各国煤矿生产中面临的重大难题。在以往煤与瓦斯相互作用机制的研究中,对瓦斯不同赋存状态下的煤体变形及其动态发展的研究往往忽略了对煤体吸附/解吸瓦斯过程中发生变形的这一特殊力学行为的研究。本文以含瓦斯煤体作为研究对象,以煤的孔隙特征、显微和大分子结构特征分析以及试验装置和试验方法的研发为基础,以实验室模拟试验和理论分析为手段,研究了瓦斯作用下煤的吸附/解吸变形特征及相关因素的影响。通过本文工作,建立了系统的吸附/解吸变形试验方法,揭示了瓦斯作用下煤的吸附/解吸变形试验规律,为进一步全面地研究煤体瓦斯赋存特征,探讨煤与瓦斯突出机理及有效防治煤与瓦斯突出灾害的技术途径奠定理论基础。本文主要研究成果如下:①在对前人的研究进行归纳总结的基础上,结合实验室试验对不同煤级煤尤其是软煤和硬煤的孔隙特征和显微、大分子结构特征进行了研究。结果表明,不同煤级煤孔隙结构特征和形态特征差异明显。构造作用使软煤各级孔隙相比硬煤更为发育,孔容和比表面均明显增大,孔隙连通性也比硬煤好;构造作用也使软煤和硬煤中元素富集特征产生差异,具体表现为软煤灰分中含有更多的金属氧化物;软煤和硬煤具有相同的官能团,但官能团含量有差异,软煤含有更多的弱极性含氧官能团,有利于煤对甲烷的吸附。②自行研制了煤层瓦斯吸附/解吸变形动态测试装置。该装置具有结构简单、加工成本低、可靠性高、操作灵活等特点,可实现不同含水率块煤样在不同温度、不同瓦斯压力作用下的应变与吸附量的同步测试,也能够单独进行粉煤样在上述条件下的吸附量测试。针对该装置,建立了煤吸附/解吸应变与吸附量同步测试方法和块煤有效孔隙率测试方法。利用该装置,进行了粉煤样等温吸附/解吸量测试。结果表明,煤等温吸附/解吸过程是可逆性的,但解吸过程滞后于吸附过程,吸附/解吸等温线均服从Langmuir方程;为使解吸试验结果可靠性更高,应将解吸完全时的状态,即解吸平衡压力为0MPa、残余吸附量为0m L/g纳入吸附/解吸规律拟合的数据点,且最低解吸平衡压力不高于0.5MPa。③通过对取自同一块煤的原煤和型煤样进行不同瓦斯压力下的吸附/解吸应变全过程试验,研究了两种煤样在吸附/解吸瓦斯过程中应变动力学特征的异同,并在此基础上对吸附/解吸平衡应变与瓦斯压力关系及残余变形特征进行了研究。结果表明,原煤在不同瓦斯压力下的吸附/解吸瓦斯全过程应变动力学特征曲线可划分为6个阶段,而型煤为3个阶段;原煤吸附膨胀和解吸收缩变形均呈各向异性,而型煤均近似各向同性;原煤吸附/解吸瓦斯全过程应变曲线的卸压膨胀变形阶段能较好的表征煤与瓦斯突出特性。由于两种煤样在主要的吸附膨胀和解吸收缩变形阶段具有相似的变形规律,因此将型煤代替原煤用于吸附/解吸瓦斯变形特性的一般性规律探讨是可行的。④从成型力、循环加卸载、瓦斯压力等三方面着手,研究了各试验控制因素对煤吸附/解吸变形特征的影响规律。结果表明,成型力、循环加卸载和气体压力均对煤的吸附/解吸变形特征有显着影响。基于试验结果,对于煤的吸附/解吸变形特征研究而言,宜采用50k N（成型压力约100MPa）成型煤样进行相关试验;同时,应避免气体压力形成循环加/卸载;此外,鉴于目前国内外尚无煤的高压等温吸附变形试验方法的相关规范或技术要求,结合GB/T 19560-2008、我国煤矿瓦斯压力分布情况及测试装置性能,推荐煤的高压等温吸附/解吸变形试验最高试验压力不低于8MPa,但也不能高于9MPa。⑤对不同煤级的煤吸附/解吸He、CH4和CO2单组分气体吸附量和变形特征进行了试验研究,并对不同煤级的煤在吸附性气体（CH4和CO2）气氛下的应变模式进行了分析总结。基于试验结果,探讨了不同煤级的煤吸附/解吸气体量与应变的关系,建立了CH4气氛下的吸附量与应变关系模型。在对煤吸附/解吸变形机理进行重新梳理基础上,建立了参数意义明确、能反映煤变形机理且计算结果可靠性较高的煤等温吸附/解吸应变模型,并对其进行了试验验证。⑥开展了软煤在不同含水率和不同温度条件下的煤吸附/解吸量和应变同步测试试验,得出了水分和温度对软煤等温吸附/解吸特征和变形特征的影响规律,在此基础上分别建立了考虑水分和温度影响的煤吸附/解吸应变模型。⑦基于煤在不同影响因素下的吸附/解吸变形特征,分析了吸附/解吸变形特征对煤与瓦斯突出的控制作用。结果表明,煤的变形能力与突出危险性之间具有较强的关联性。膨胀变形能力越大的煤,有利于煤与瓦斯的突出;软煤弹性潜能和瓦斯内能均较硬煤的大,导致软煤比硬煤具有更大的突出危险性;由于煤对二氧化碳吸附能力远大于对甲烷的吸附能力,二氧化碳作用下煤的破碎功较低,同时煤层能够储集更多的瓦斯内能,导致二氧化碳气氛下煤与瓦斯突出危险性更大;对同一煤层而言,含水率越高的煤,弹性势能越低和瓦斯内能均较低,突出危险性也就较低;温度升高不大的情况下,煤的弹性势能降低并不明显,反倒由于升温促进解吸,煤层在地应力作用下发生破碎时,将有更多的瓦斯内能参与对煤的破碎和抛出,使煤与瓦斯突出危险性增大。
刘军[9]（2014）在《预抽钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响研究》文中研究表明开展预抽瓦斯钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响的研究工作,对研究抽采条件下瓦斯渗流特性,确定合理的瓦斯抽采参数,提高瓦斯抽采效果,有效消除抽采空白带,保障煤矿安全高效开采具有重要的理论和现实意义。本论文以河南焦煤能源集团九里山矿和山西亚美大宁煤矿为研究背景和实验地点,通过理论分析、实验室测试、数值模拟及现场验证等手段,系统开展了预抽瓦斯钻孔负压沿孔长变化特性及其对瓦斯抽采参数、瓦斯抽采效果的影响等研究工作。论文在系统分析抽采钻孔孔口负压、钻孔直径、钻孔瓦斯流量等参数对钻孔孔内负压分布影响的基础上,得出了抽采钻孔孔内负压沿孔长的分布规律。抽采钻孔孔内负压不是传统上认为的一个恒定值,抽采负压沿钻孔长度方向逐渐减少,与钻孔长度服从负指数关系,其关系式为x xep×-×+=eba,ba)（+为抽采钻孔孔口负压、e为与抽采钻孔孔口负压、钻孔直径、钻孔瓦斯流量、钻孔长度等相关的拟合系数。研究得到抽采钻孔孔内瓦斯流量沿钻孔长度方向逐渐减小,两者符合负指数关系,其关系式为xd xec Q×-×=44。论文提出了在孔口抽采负压、钻孔直径、煤层透气性系数、抽采时间一定的条件下,和传统上认为抽采钻孔径向上瓦斯压力等值线呈“U”型分布不同,钻孔径向上的瓦斯压力等值线呈“V”型分布。通过数值模拟和现场测试得出了抽采钻孔孔内负压逐渐减少对瓦斯抽采参数的影响,提出了不同孔深位置的有效抽采影响半径,即:有效抽采影响半径不仅与抽采时间、钻孔直径、煤层透气性系数有关,还与钻孔深度密切相关,各参数之间符合）/(5.05.0LBAtp Rn×+×××=fl的关系。研究得到了九里山矿合理的抽采参数:合理抽采负压为26.739.9k Pa,合理抽采钻孔直径为94mm113mm。经九里山矿的现场验证结果,随着钻孔深度的增加,抽采钻孔孔内负压与孔口相比,均出现明显的降低,百米钻孔负压损失为19.7322.64%。抽采参数优化后,抽采钻孔初始瓦斯抽采量为0.0203m3/min,比优化前提高了37%。瓦斯流量衰减系数为0.0042,比优化前降低了24%。东风井泵站、西风井泵站和南风井泵站的抽采浓度、抽采量均得到了显着提升。经亚美大宁煤矿的现场验证结果,钻孔长度在810m以前,抽采量随钻孔长度的增加而增加,当钻孔长度达到810m时,钻孔抽采量基本不变,合理抽采钻孔长度为810m。
贾亚杰[10]（2013）在《煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化及应用》文中研究指明钻孔布置是决定煤层瓦斯抽采效果的关键，应主要根据煤层条件和预抽达标时间来确定钻孔布置。将高压水射流割缝技术应用于掘进条带穿层钻孔时，由于不同煤层条件下的割缝缝槽尺寸和条带预抽达标时间不明确，导致布置条带钻孔时盲目性强。因此，开展煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化研究，对协调煤与煤层气开采的时空关系、平衡矿井生产部署具有重要意义。本文采用理论分析与数值模拟相结合的方法，分析了不同煤层条件、不同钻孔布置时的条带预抽达标时间，优化了重庆某矿W2704S回风条带的钻孔布置方案，并通过现场试验对研究结果进行验证分析。主要研究成果如下：①结合高压水射流割缝相似模型实验结果，并基于动量定理和连续损伤力学等理论，建立了不同煤层条件下射流割缝缝槽尺寸的计算公式。②引入煤体渗透率、孔隙率的动态演化模型及D-P准则，建立高压水射流割缝后煤层瓦斯渗流的流-固耦合模型，并采用COMSOL软件进行二次开发实现了该模型的求解；数值研究结果表明，钻孔抽采影响半径随预抽时间的增加而增大，二者呈幂函数关系；高压水射流割缝钻孔的布置方式影响煤层瓦斯运移情况，其中交叉割缝布置方式较合理；建立了煤巷条带预抽达标时间与缝槽尺寸、钻孔间距、渗透率、煤体埋深、瓦斯压力梯度等因素的关系表达式，为条带钻孔的合理布置提供指导。③基于射流割缝缝槽尺寸计算公式确定了W2704S回风条带的煤层缝槽尺寸，并根据数值研究结果优化了条带钻孔布置方案；现场试验表明，煤巷条带的实际预抽达标时间与数值模拟的相对误差为7.9%，验证了煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化方法的合理性。
二、对“水力冲孔”一些问题的商榷（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、对“水力冲孔”一些问题的商榷（论文提纲范文）
（1）突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究（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 存在问题及不足 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究方法及路线 |
| 2 定向钻孔孔内负压分布规律研究 |
| 2.1 抽采负压对瓦斯流动的影响 |
| 2.2 钻孔抽采负压损失分析 |
| 2.3 钻孔负压分布模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 定向钻孔瓦斯抽采效果数值模拟 |
| 3.1 煤体物理结构的简化及假设 |
| 3.2 含瓦斯煤气固耦合模型的建立 |
| 3.3 定解条件 |
| 3.4 模型建立 |
| 3.5 定向钻孔单孔和全孔瓦斯抽采效果模拟分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演模型研究 |
| 4.1 煤屑瓦斯放散机理 |
| 4.2 孔壁瓦斯流动机理 |
| 4.3 随钻瓦斯参数动态反演模型建立 |
| 4.4 随钻瓦斯参数动态反演方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演结果分析 |
| 5.1 定向钻进系统介绍 |
| 5.2 工作面概况 |
| 5.3 定向钻进随钻瓦斯参数动态反演 |
| 5.4 随钻煤层瓦斯参数动态反演结果验证 |
| 5.5 随钻煤层瓦斯参数动态反演结果分析 |
| 5.6 煤层瓦斯参数分布规律分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 煤层区域消突效果及评价研究 |
| 6.1 煤层区域消突效果规律研究 |
| 6.2 煤层区域消突效果评价研究 |
| 6.3 定向钻进区域消突技术经济性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（2）真三轴采动影响下结构异性煤岩多场耦合响应机制及瓦斯运移规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤岩采动应力场-裂隙场-渗流场研究现状 |
| 1.2.2 含瓦斯煤岩渗透率模型及多场耦合模型研究现状 |
| 1.2.3 煤岩结构各向异性特征研究现状 |
| 1.2.4 真三轴应力下煤岩力学及渗流特性研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 真三轴应力条件下正交层理煤岩变形及渗流特征研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 煤样参数测定及制备 |
| 2.2.1 煤层地质及煤岩基本特征 |
| 2.2.2 煤岩孔裂隙结构特征 |
| 2.2.3 正交层理煤样制备 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 多功能真三轴流固耦合实验系统 |
| 2.3.2 实验方案 |
| 2.4 实验结果与分析 |
| 2.4.1 真三轴应力作用下正交层理煤岩变形各向异性特征 |
| 2.4.2 真三轴应力作用下正交层理煤岩渗透率各向异性特征 |
| 2.4.3 真三轴应力作用下正交层理煤岩渗透率各向异性比 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 真三轴采动应力下结构异性煤岩力学及渗流特性研究 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.1.1 煤样制备 |
| 3.1.2 实验方案设计 |
| 3.1.3 真三轴加卸载路径 |
| 3.2 真三轴采动应力下结构异性煤岩应力-应变-渗透率特征分析 |
| 3.2.1 真三轴采动应力下煤岩应力-应变-渗透率对应演化特征 |
| 3.2.2 真三轴采动应力状态对中间和最小主应变的影响分析 |
| 3.2.3 层理角度和真三轴采动应力状态对煤样渗透率及强度影响分析 |
| 3.3 真三轴采动应力下结构异性煤岩能量演化特征分析 |
| 3.3.1 真三轴采动应力条件下含瓦斯煤岩能量计算原理 |
| 3.3.2 真三轴采动应力下结构异性煤岩应力-应变-能量演化特征 |
| 3.3.3 层理角度与真三轴采动应力状态对煤岩能量演化的影响 |
| 3.4 真三轴采动应力下结构异性煤岩破坏形态及受力原理分析 |
| 3.4.1 层理角度和真三轴采动应力状态对煤岩破坏形态的影响 |
| 3.4.2 不同层理角度煤岩破坏滑移面特征分析 |
| 3.4.3 应力状态A和B组的受力原理分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 真三轴循环扰动作用下煤岩力学及损伤特性研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 真三轴循环扰动实验方案 |
| 4.2.1 煤样制备 |
| 4.2.2 实验装置 |
| 4.2.3 实验方案及循环路径 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 真三轴分级循环载荷下煤岩应力-应变曲线特征 |
| 4.3.2 真三轴分级循环载荷下煤岩残余应变特征 |
| 4.3.3 真三轴分级循环载荷下煤岩能耗及损伤特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 真三轴应力条件下煤岩动态各向异性渗透率模型建立 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 煤岩渗透率模型研究现状 |
| 5.2.1 煤岩经典渗透率模型概述 |
| 5.2.2 煤岩各向同性渗透率模型 |
| 5.2.3 煤岩各向异性渗透率模型 |
| 5.3 真三轴应力条件下煤岩动态各向异性渗透率模型建立 |
| 5.3.1 真三轴应力条件下动态各向异性渗透率模型推导 |
| 5.3.2 基于层理效应的真三轴应力条件下动态各向异性渗透率模型 |
| 5.4 基于层理效应的煤岩真三轴动态各向异性渗透率模型验证 |
| 5.4.1 模型理论计算值与实验数据进行对比验证 |
| 5.4.2 动态各向异性渗透率模型与经典渗透率模型对比验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 真三维结构异性煤层多场耦合数学模型建立及应用 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 真三维结构异性煤层多场耦合数学模型构建 |
| 6.2.1 煤岩体简化物理模型及模型基本假设 |
| 6.2.2 煤层应力场(或变形场)控制方程 |
| 6.2.3 煤基质瓦斯运移场控制方程 |
| 6.2.4 煤裂隙瓦斯渗流场控制方程 |
| 6.2.5 煤层多场耦合数学模型控制方程组 |
| 6.3 真三维结构异性煤层多场耦合数学模型应用 |
| 6.3.1 数值模拟软件介绍 |
| 6.3.2 数值模拟工程背景介绍 |
| 6.3.3 单孔顺层渗透各向异性煤层瓦斯抽采数值模拟结果分析 |
| 6.3.4 渗透率各向异性煤层多抽采孔优化布置探讨 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 本文的研究成果及结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 后续研究工作及展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作为第一作者或导师第一作者在攻读博士学位期间发表论文 |
| B.作为共同作者在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| C.作者攻读博士学位期间参与的科研项目 |
| D.作者在攻读博士学位期间所获得奖励 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）平顶山矿区难抽煤层微观孔隙结构演化特性及对瓦斯储运的影响（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 目前研究存在的主要问题 |
| 1.4 主要研究内容和思路 |
| 1.5 研究进展及成果 |
| 2 平顶山矿区难抽煤层化学结构和孔隙演化对瓦斯生储的影响 |
| 2.1 试样基本物性参数及煤阶、煤化阶段分类 |
| 2.2 煤的官能团演化特性及生烃响应 |
| 2.3 平顶山矿区难抽煤层孔隙结构演化及瓦斯吸附特性 |
| 2.4 平顶山矿区难抽煤层瓦斯生储特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 平顶山难抽煤大分子结构特性及“大分子-孔隙”协同演化机制 |
| 3.1 研究方法及思路 |
| 3.2 煤的X射线衍射微晶形态结构特征 |
| 3.3 煤的Raman大分子结构特性 |
| 3.4 大分子形态结构对微、介孔隙生成和演化的影响 |
| 3.5 埋藏变质和构造作用下平顶山难抽煤“大分子-孔隙”协同演化特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 平顶山难抽煤多尺度孔隙结构及连通特性 |
| 4.1 平顶山难抽煤多尺度孔径分布特征 |
| 4.2 基于低场核磁共振的煤体全尺度孔隙及可动孔隙结构特征 |
| 4.3 基于NMR-MnCl_2的煤体孔隙结构通达性评价 |
| 4.4 平顶山难抽煤孔隙形态及发育特征 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 平顶山难抽煤复杂孔裂隙网络结构可视化表征及气体流动特性研究 |
| 5.1 实验仪器与方案 |
| 5.2 三维可视化重构技术的实现 |
| 5.3 平顶山难抽煤多尺度孔裂隙三维重构及网络拓扑学分析 |
| 5.4 平顶山难抽煤微观尺度孔裂隙结构可视化流动模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 平顶山难抽煤微观结构对气体运移影响的可视化研究 |
| 6.1 气体运移可视化实验平台搭建及实验方法 |
| 6.2 煤样气体运移过程的可视化实验研究 |
| 6.3 高低透区域细观结构空间差异性分析 |
| 6.4 平顶山矿区难抽煤层瓦斯储运特性及对瓦斯抽采的响应 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 主要结论、创新点及展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）微波辐射下煤体热力响应及其流-固耦合机制研究（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 存在问题与不足 |
| 1.4 研究内容及思路 |
| 1.5 研究进展及成果 |
| 2 微波辐射系统及煤的多相多孔介质模型 |
| 2.1 微波辐射热效应 |
| 2.2 样品制备及特性表征 |
| 2.3 微波辐射系统 |
| 2.4 微波场内煤的多相多孔介质模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多相煤体在微波场内的热力响应机制 |
| 3.1 煤体在微波场内的电磁-热耦合机制 |
| 3.2 多相煤体在微波场内的流-固耦合机制 |
| 3.3 煤对微波热力响应的敏感性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微波场内煤体微观结构演化规律 |
| 4.1 煤体分子结构的微波响应 |
| 4.2 煤体孔隙结构分类及其表征体系 |
| 4.3 基于压汞法的煤体孔隙结构微波响应 |
| 4.4 基于核磁共振法的煤体孔隙结构微波响应 |
| 4.5 微波辐射下煤体孔隙结构演化模式 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 微波场内煤体宏观结构演化规律 |
| 5.1 实验样品及方案 |
| 5.2 煤体裂隙结构在微波场内的演化规律 |
| 5.3 微波辐射对煤体传波特性的影响 |
| 5.4 微波场内煤体宏观结构演化机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 微波辐射下煤体流-固耦合特性分析 |
| 6.1 煤的微波脱水动力学分析 |
| 6.2 煤体润湿性的微波响应机制 |
| 6.3 煤体渗透性的微波响应机制 |
| 6.4 微波辐射下煤体瓦斯储运机制 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 工程应用探讨 |
| 7.1 瓦斯微波增产可行性分析 |
| 7.2 电磁-热-流-固全耦合模型 |
| 7.3 几何模型及运算条件 |
| 7.4 微波辐射对瓦斯储运的影响作用机制 |
| 7.5 煤储层微波注热增产的敏感性分析 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）铁路瓦斯隧道施工中若干问题的对比研究——天坪隧道瓦斯突出工区施工案例分析（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 煤矿巷道与瓦斯隧道施工差异探讨 |
| 2.1 施工目的不同 |
| 2.2 巷道结构不同 |
| 2.3 施工设备不同 |
| 2.4 人力资源不同 |
| 2.5 施工组织不同 |
| 3 现有规范、设计、施工中可商榷之处 |
| 3.1 电气设备和施工机械 |
| 3.2 双电源、发电机热备 |
| 3.3 风速问题 |
| 3.4 揭煤 |
| 3.5 消突措施 |
| 4 瓦斯隧道施工定额缺失 |
| 5 建议 |
| 5.1 进一步优化瓦斯隧道等级划分, 建立合理的动态评价体系 |
| 5.2 建立适应瓦斯突出隧道的组织管理模式 |
| 5.3 与时俱进、不断创新 |
（6）高温高压耦合作用下深部煤层吸附瓦斯综合模型研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 深部煤层瓦斯研究现状 |
| 1.2.2 煤层瓦斯赋存研究现状 |
| 1.2.3 吸附理论及模型研究 |
| 1.2.4 煤吸附特性的影响因素研究 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 创新点 |
| 1.6 技术路线 |
| 2 平顶山矿区深部煤层瓦斯赋存规律 |
| 2.1 矿井概况 |
| 2.1.1 交通位置 |
| 2.1.2 井田地貌与构造特征 |
| 2.1.3 断裂、褶皱特征 |
| 2.1.4 煤层赋存特征 |
| 2.1.5 矿井开拓方式 |
| 2.1.6 矿井煤与瓦斯突出状况 |
| 2.2 深部煤层瓦斯赋存特征研究 |
| 2.2.1 瓦斯压力分布特征 |
| 2.2.2 瓦斯含量分布特征 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 不同温度下煤对甲烷的吸附特性研究 |
| 3.1 深部煤层温度变化规律及预测 |
| 3.2 深部煤层压力变化规律及预测 |
| 3.3 高温高压下煤吸附实验 |
| 3.3.1 测定原理 |
| 3.3.2 测定装置 |
| 3.3.3 测定方法 |
| 3.3.4 测定步骤 |
| 3.3.5 精密度 |
| 3.4 吸附实验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 深部矿井煤孔隙结构特征 |
| 4.1 煤的孔隙性分类及表征方法 |
| 4.2 煤体孔隙率计算模型 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 温度压力耦合作用下煤吸附瓦斯综合模型 |
| 5.1 温度、压力影响下游离甲烷计算模型 |
| 5.2 温度、压力影响下吸附甲烷计算模型 |
| 5.3 温度、压力影响下瓦斯含量计算模型 |
| 6 吸附模型现场验证及应用 |
| 6.1 吸附模型现场验证 |
| 6.2 吸附模型的应用 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要研究结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）“三软”煤层水力冲孔卸压增透关键技术及应用（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 煤层卸压增透研究 |
| 1.2.2 水力冲孔技术研究 |
| 1.2.3 瓦斯抽采钻孔稳定性研究 |
| 1.2.4 散体力学的研究 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 研究内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 2.水力冲孔卸压增透理论基础 |
| 2.1 高压水射流破煤机理 |
| 2.1.1 高压水射流破煤过程 |
| 2.1.2 水射流冲击破煤的门槛压力 |
| 2.1.3 高压水射流破煤基本参数 |
| 2.2 基于H-B准则的水力冲孔卸压增透机理 |
| 2.2.1 煤岩体Hoek-Brown破坏准则 |
| 2.2.2 钻孔周围煤体力学特性分析 |
| 2.2.3 水力冲孔后钻孔卸压区的变化规律 |
| 2.3 钻孔抽采瓦斯流固耦合模型 |
| 2.3.1 瓦斯流动控制方程 |
| 2.3.2 孔隙率和渗透率耦合方程 |
| 2.3.3 煤体变形控制方程 |
| 2.3.4 模型边界条件设定 |
| 2.4 钻孔“散体拱”的形成与破坏 |
| 2.4.1 软煤散体成拱力学分析 |
| 2.4.2 冲孔后钻孔“散体拱”变化规律 |
| 2.5 本章小结 |
| 3.钻冲一体化技术 |
| 3.1 钻冲一体化系统装备 |
| 3.1.1 高压水泵 |
| 3.1.2 钻冲一体化钻头 |
| 3.1.3 高压密封系统 |
| 3.1.4 高压水射流喷嘴 |
| 3.2 钻冲一体化技术 |
| 3.2.1 钻进风压稳孔机理 |
| 3.2.2 钻进风力排渣机理 |
| 3.3 钻冲一体化技术应用 |
| 3.3.1 试验区简介 |
| 3.3.2 钻冲一体化钻孔设计 |
| 3.3.3 钻冲一体化技术工艺实施 |
| 3.3.4 应用效果考察分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4.瓦斯抽采孔修复增透技术 |
| 4.1 钻孔修复增透装备 |
| 4.1.1 瓦斯抽采钻孔水力作业机 |
| 4.1.2 型号及基本参数 |
| 4.1.3 用途及工作原理 |
| 4.2 瓦斯抽采钻孔修复增透技术 |
| 4.2.1 瓦斯抽采钻孔抽采量衰减控制因素 |
| 4.2.2 钻孔修复增透作用 |
| 4.3 钻孔修复增透技术应用 |
| 4.3.1 试验区简介 |
| 4.3.2 老孔水力修复增透工艺实施 |
| 4.3.3 应用效果考察分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5.裸孔多阶段增透技术 |
| 5.1 裸孔多阶段增透装备 |
| 5.2 裸孔多阶段增透技术 |
| 5.2.1 瓦斯抽采钻孔优化 |
| 5.2.2 临时封孔抽采 |
| 5.2.3 变负压抽采瓦斯 |
| 5.2.4 多阶段增透 |
| 5.3 裸孔多阶段修复增透技术应用 |
| 5.3.1 试验区简介 |
| 5.3.2 裸孔多阶段增透钻孔设计 |
| 5.3.3 裸孔多阶段增透工艺实施 |
| 5.3.4 应用效果考察分析 |
| 5.4 抽采负压与抽采流量关系 |
| 5.4.1 试验区简介 |
| 5.4.2 试验方案 |
| 5.4.3 数据整理及分析 |
| 6.结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（8）煤吸附/解吸变形特征及其影响因素研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 问题的提出及研究意义 |
| 1.1.1 问题的提出 |
| 1.1.2 研究的意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 煤与瓦斯突出机理研究现状 |
| 1.2.2 煤孔隙特征研究现状 |
| 1.2.3 煤吸附/解吸特性研究现状 |
| 1.2.4 煤吸附/解吸变形特性研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 煤的孔隙特征、显微和大分子结构特征 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 基础实验测试 |
| 2.3 不同煤级煤的孔隙特征 |
| 2.3.1 孔隙特征测试 |
| 2.3.2 孔隙结构特征 |
| 2.3.3 孔隙形态特征分析 |
| 2.4 软煤和硬煤孔隙特征对比分析 |
| 2.4.1 孔隙结构特征对比 |
| 2.4.2 孔隙形态特征对比 |
| 2.5 软煤和硬煤显微结构及元素分析 |
| 2.5.1 样品制备与实验方法 |
| 2.5.2 显微结构特征 |
| 2.5.3 样品主要元素分析 |
| 2.6 软煤和硬煤傅立叶变换红外光谱结构分析 |
| 2.6.2 样品制备与实验方法 |
| 2.6.3 样品FTIR结构特征分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤层瓦斯吸附解吸变形动态测试装置研制及试验方法 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 主要功能及原理 |
| 3.2.1 主要功能 |
| 3.2.2 测试原理 |
| 3.3 设备研制技术方案 |
| 3.3.1 气体控制系统 |
| 3.3.2 气体压力采集系统 |
| 3.3.3 应变采集系统 |
| 3.3.4 控温系统 |
| 3.3.5 抽真空系统 |
| 3.3.6 辅助设备 |
| 3.4 设备研制中的关键技术 |
| 3.4.1 装置气密性 |
| 3.4.2 恒温性能 |
| 3.5 试验方法研究 |
| 3.5.1 状态方程选取 |
| 3.5.2 管路体积测试 |
| 3.5.3 吸附/解吸量及应变同步测试 |
| 3.5.4 煤有效孔隙率测试 |
| 3.6 等温吸附/解吸量测试及数据处理方法 |
| 3.6.1 吸附/解吸量测试结果 |
| 3.6.2 解吸试验结果误差分析 |
| 3.6.3 解吸数据精确拟合方法 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 原煤和型煤吸附/解吸变形特征对比 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 试验方法 |
| 4.3 吸附/解吸全过程变形动力学特征 |
| 4.4 吸附/解吸变形动力学特征 |
| 4.4.1 吸附膨胀变形动力学特征 |
| 4.4.2 解吸收缩变形动力学特征 |
| 4.4.3 吸附/解吸变形动力学特征综合描述 |
| 4.5 平衡应变-瓦斯压力关系 |
| 4.5.1 平衡吸附应变-瓦斯压力关系 |
| 4.5.2 平衡解吸应变-原始瓦斯压力关系 |
| 4.6 残余变形对比分析 |
| 4.7 讨论 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 煤吸附/解吸变形试验影响因素研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.2.1 成型力影响试验方案 |
| 5.2.2 循环加卸载影响试验方案 |
| 5.2.3 压力影响试验方案 |
| 5.3 成型力的影响 |
| 5.3.1 试验结果 |
| 5.3.2 成型力对煤等温吸附/解吸特征的影响 |
| 5.3.3 煤等温吸附/解吸应变曲线描述 |
| 5.3.4 煤吸附/解吸应变滞后特征及富裕应变分析 |
| 5.3.5 成型力对煤吸附/解吸变形特征影响 |
| 5.3.6 孔隙率和强度对煤吸附/解吸变形的影响机理 |
| 5.3.7 讨论 |
| 5.4 循环加卸载的影响 |
| 5.4.1 试验结果及分析 |
| 5.4.2 循环作用对吸附/解吸常数及应变参数影响 |
| 5.4.3 循环作用对煤吸附/解吸应变与吸附量关系的影响 |
| 5.4.4 讨论 |
| 5.5 气体压力的影响 |
| 5.5.1 试验结果 |
| 5.5.2 压力对煤吸附常数及吸附应变参数影响 |
| 5.5.3 压力对富裕应变的影响 |
| 5.5.4 讨论 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 不同煤级煤在不同气氛下的吸附/解吸量及变形特征 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 氦气气氛下的“吸附量”及变形特征 |
| 6.2.1 不同煤级煤等温―吸附量‖测试结果误差分析 |
| 6.2.2 不同煤级煤变形动力学特征 |
| 6.2.3 不同煤级煤应变曲线演化特征 |
| 6.2.4 不同煤级煤有效孔隙率演化特征 |
| 6.2.5 考虑煤压缩变形作用的吸附量校正可行性探讨 |
| 6.3 甲烷气氛下的吸附/解吸变形特征 |
| 6.3.1 不同煤级煤等温吸附/解吸特征 |
| 6.3.2 煤级、构造作用对煤等温吸附/解吸特征影响机理 |
| 6.3.3 不同煤级煤等温吸附/解吸应变动力学特征 |
| 6.3.4 不同煤级煤等温吸附/解吸应变曲线演化特征 |
| 6.3.5 煤级、构造作用对煤等温吸附/解吸变形特征影响机理 |
| 6.4 二氧化碳气氛下的吸附/解吸量及变形特征 |
| 6.4.1 等温吸附/解吸特征 |
| 6.4.2 等温吸附/解吸变形动力学特征 |
| 6.4.3 等温吸附/解吸应变曲线演化特征 |
| 6.5 煤吸附/解吸吸附性气体应变模式 |
| 6.6 煤吸附/解吸应变与吸附量关系模型研究 |
| 6.6.1 等温吸附/解吸量测试结果可靠性分析 |
| 6.6.2 不同煤级煤吸附/解吸变形与吸附量关系分析 |
| 6.6.3 甲烷气氛下不同煤级煤吸附/解吸应变与吸附量关系模型 |
| 6.7 煤吸附/解吸变形机理及应变模型研究 |
| 6.7.1 煤吸附/解吸变形机理 |
| 6.7.2 改进的煤吸附/解吸应变模型研究 |
| 6.7.3 模型验证 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 水分和温度对软煤吸附/解吸变形特征影响 |
| 7.1 概述 |
| 7.2 试验方案 |
| 7.2.1 不同含水率下试验方案 |
| 7.2.2 不同温度条件下试验方案 |
| 7.3 水分的影响 |
| 7.3.1 试验结果 |
| 7.3.2 水分对等温吸附/解吸特征的影响 |
| 7.3.3 水分对等温吸附/解吸应变曲线演化规律的影响 |
| 7.3.4 水分对吸附/解吸变形特征影响机理 |
| 7.3.5 考虑水分影响的等温吸附/解吸应变计算式 |
| 7.4 温度的影响 |
| 7.4.1 试验结果 |
| 7.4.2 温度对吸附/解吸特征的影响及机理 |
| 7.4.3 考虑温度影响的等温吸附/解吸方程 |
| 7.4.4 温度对等温吸附/解吸应变曲线演化规律的影响 |
| 7.4.5 温度对吸附/解吸变形特征影响机理 |
| 7.4.6 温度对吸附/解吸变形影响校正系数 |
| 7.5 软煤吸附/解吸变形对水分和温度敏感性分析 |
| 7.5.1 敏感性分析方法 |
| 7.5.2 敏感性分析结果 |
| 7.6 本章小结 |
| 8 煤吸附/解吸变形特征对煤与瓦斯突出的控制作用 |
| 8.1 概述 |
| 8.2 突出能量分析 |
| 8.3 变形特征对煤与瓦斯突出的控制作用 |
| 8.3.1 煤级和构造程度影响下变形特征对突出的控制作用 |
| 8.3.2 不同吸附性气体影响下变形特征对突出的控制作用 |
| 8.3.3 水分和温度影响下变形特征对突出的控制作用 |
| 8.4 本章小结 |
| 9 结论与展望 |
| 9.1 主要结论 |
| 9.2 主要创新点 |
| 9.3 后续研究工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| 附录B 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 |
| 附录C 作者在攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录D 作者在攻读博士学位期间参与编写的教材 |
| 附录E 作者在攻读博士学位期间所获奖励情况 |
（9）预抽钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 选题的目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状简述 |
| 1.3.1 煤层瓦斯流动理论的研究现状 |
| 1.3.2 煤层瓦斯抽采技术研究现状 |
| 1.3.3 煤层瓦斯抽采关键参数确定研究现状 |
| 1.3.4 抽采负压沿孔长变化的研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容和方法 |
| 2 预抽钻孔负压沿孔长变化特性实验分析 |
| 2.1 负压沿孔长变化实验平台搭建 |
| 2.1.1 实验平台搭建依据 |
| 2.1.2 多孔管道流实验装置平台研究现状 |
| 2.1.3 实验平台的建立 |
| 2.2 漏气孔两侧流体流动特性基础实验 |
| 2.2.1 单个漏气孔对气体流动特性的影响实验 |
| 2.2.2 多个漏气孔对气体流动特性的影响实验 |
| 2.3 预抽钻孔孔内气体流体特性实验 |
| 2.3.1 预抽钻孔负压沿孔长变化特性实验 |
| 2.3.2 预抽钻孔流量沿孔长变化特性实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 预抽钻孔负压沿孔长变化特性数值计算 |
| 3.1 预抽钻孔负压沿孔长变化分析 |
| 3.1.1 预抽钻孔瓦斯流动模型 |
| 3.1.2 气体流动阻力的理论分析 |
| 3.1.3 预抽钻孔孔内瓦斯流动阻力分析 |
| 3.2 预抽钻孔孔内负压分布数值计算 |
| 3.2.1 数值计算方程合理性验证 |
| 3.2.2 孔口负压对抽采钻孔孔内压力影响 |
| 3.2.3 钻孔直径对抽采钻孔孔内压力影响 |
| 3.2.4 钻孔瓦斯流量对抽采钻孔孔内压力影响 |
| 3.2.5 钻孔长度对抽采钻孔孔内压力影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 负压沿孔长变化对瓦斯抽采参数影响的数值模拟 |
| 4.1 COMSOL Multiphysics数值模拟软件介绍 |
| 4.2 基本假设 |
| 4.3 数学模型及初、边值条件 |
| 4.3.1 数学模型的建立 |
| 4.3.2 初、边值条件 |
| 4.4 抽采钻孔孔内负压变化与恒定值对比研究 |
| 4.5 抽采钻孔孔口负压对抽采效果影响的模拟研究 |
| 4.5.1 孔口负压对抽采效果影响分析 |
| 4.5.2 孔口负压对抽采效果影响的数值模拟 |
| 4.6 抽采钻孔直径对抽采效果影响的模拟研究 |
| 4.6.1 抽采钻孔直径对抽采效果影响分析 |
| 4.6.2 钻孔直径对抽采效果影响的数值模拟 |
| 4.7 煤层透气性系数对抽采效果影响的模拟研究 |
| 4.8 抽采时间、钻孔深度对抽采效果影响的模拟研究 |
| 4.8.1 抽采时间对抽采效果的影响分析 |
| 4.8.2 钻孔深度对抽采效果的影响分析 |
| 4.9 合理抽采钻孔布置间距研究 |
| 4.9.1 瓦斯抽采影响半径研究 |
| 4.9.2 抽采钻孔布置间距研究 |
| 4.10 本章小结 |
| 5 负压沿孔长变化及对瓦斯抽采参数影响的工程验证 |
| 5.1 预抽钻孔负压沿孔长变化现场验证 |
| 5.1.1 试验矿井概况 |
| 5.1.2 试验工作面概况 |
| 5.1.3 预抽钻孔负压沿孔长变化现场验证 |
| 5.1.4 预抽钻孔负压沿孔长变化现场验证结果分析 |
| 5.2 负压沿孔长变化对抽采参数影响的现场验证 |
| 5.2.1 验证地点基本情况 |
| 5.2.2 不同抽采钻孔孔.负压抽采效果现场验证 |
| 5.2.3 不同抽采钻孔直径抽采效果现场应用 |
| 5.2.4 不同封孔深度抽采效果现场考察 |
| 5.3 负压沿孔长变化对抽采效果影响的现场验证 |
| 5.3.1 中短钻孔孔长对抽采效果影响 |
| 5.3.2 长钻孔孔长对抽采效果影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 煤巷条带防突技术 |
| 1.2.2 煤巷条带预抽钻孔布置 |
| 1.3 问题的提出 |
| 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 高压水射流割缝缝槽形态及其尺寸 |
| 2.1 高压水射流割缝缝槽形态 |
| 2.2 射流割缝缝槽尺寸 |
| 2.2.1 缝槽半径 |
| 2.2.2 缝槽高度 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化研究 |
| 3.1 高压水射流割缝后煤层瓦斯的流-固耦合模型 |
| 3.1.1 有效应力原理 |
| 3.1.2 渗透率、孔隙率的动态演化模型 |
| 3.1.3 瓦斯渗流场方程 |
| 3.1.4 煤体变形场方程 |
| 3.1.5 流-固耦合模型及其定解条件 |
| 3.1.6 算例验证 |
| 3.2 钻孔抽采影响半径研究 |
| 3.2.1 钻孔抽采影响半径与煤层倾角的关系 |
| 3.2.2 钻孔抽采影响半径与预抽时间的关系 |
| 3.3 割缝钻孔布置方式研究 |
| 3.3.1 不同钻孔布置方式的煤层瓦斯运移情况 |
| 3.3.2 割缝钻孔布置方式确定 |
| 3.4 煤巷条带预抽达标时间研究 |
| 3.4.1 缝槽尺寸 |
| 3.4.2 钻孔间距 |
| 3.4.3 渗透率 |
| 3.4.4 煤体埋深 |
| 3.4.5 瓦斯压力 |
| 3.4.6 均匀试验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 重庆某矿 W2704S 回风条带钻孔布置优化试验 |
| 4.1 试验点概况 |
| 4.2 煤巷条带钻孔布置优化分析 |
| 4.2.1 煤层割缝缝槽尺寸 |
| 4.2.2 条带钻孔布置分析 |
| 4.3 煤巷条带区域防突措施检验 |
| 4.3.1 检验方法及临界指标 |
| 4.3.2 煤巷条带预抽达标时间 |
| 4.4 煤巷掘进效果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读硕士期间发表论文 |
| B 作者在攻读硕士期间申请专利 |
| C 作者在攻读硕士期间参加科研项目情况 |
四、对“水力冲孔”一些问题的商榷（论文参考文献）
- [1]突出煤层定向钻进随钻瓦斯参数动态反演及消突效果评价研究[D]. 汪皓. 中国矿业大学, 2020(07)
- [2]真三轴采动影响下结构异性煤岩多场耦合响应机制及瓦斯运移规律研究[D]. 段敏克. 重庆大学, 2020
- [3]平顶山矿区难抽煤层微观孔隙结构演化特性及对瓦斯储运的影响[D]. 刘统. 中国矿业大学, 2021
- [4]微波辐射下煤体热力响应及其流-固耦合机制研究[D]. 李贺. 中国矿业大学, 2018(01)
- [5]铁路瓦斯隧道施工中若干问题的对比研究——天坪隧道瓦斯突出工区施工案例分析[J]. 杨琨. 现代隧道技术, 2017(05)
- [6]高温高压耦合作用下深部煤层吸附瓦斯综合模型研究[D]. 李阳. 河南理工大学, 2015(11)
- [7]“三软”煤层水力冲孔卸压增透关键技术及应用[D]. 范超. 河南理工大学, 2015(11)
- [8]煤吸附/解吸变形特征及其影响因素研究[D]. 张遵国. 重庆大学, 2015(01)
- [9]预抽钻孔负压沿孔长变化特性及对瓦斯抽采效果影响研究[D]. 刘军. 河南理工大学, 2014(07)
- [10]煤巷条带穿层割缝钻孔布置优化及应用[D]. 贾亚杰. 重庆大学, 2013(03)