煤體瓦斯運移理論及應用

前言
第1章 緒論
1.1 煤礦瓦斯災害現(xiàn)狀
1.2 煤體瓦斯吸附解吸擴散理論和實驗研究現(xiàn)狀
1.2.1 煤體瓦斯吸附解吸擴散實驗研究現(xiàn)狀
1.2.2 煤體瓦斯吸附理論研究現(xiàn)狀
1.2.3 煤體瓦斯解吸擴散理論研究現(xiàn)狀
1.2.4 煤對多元氣體的吸附研究現(xiàn)狀
1.3 煤體瓦斯?jié)B流理論和實驗研究現(xiàn)狀
1.3.1 煤體瓦斯?jié)B流實驗研究現(xiàn)狀
1.3.2 煤體瓦斯?jié)B流理論研究現(xiàn)狀
1.4 本書研究內(nèi)容
第2章 煤體瓦斯吸附微觀機理
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)測試
2.3 煤吸附瓦斯的微觀機理
2.3.1 煤吸附瓦斯的機理
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 煤體吸附瓦斯的過程
2.4.1 煤體吸附瓦斯的過程
2.4.2 吸附速率方程
2.5 小結(jié)
第3章 煤體瓦斯吸附實驗方法
3.1 測試方法
3.1.1 測試方法
3.1.2 目前煤的甲烷吸附量測定的幾個標準對比分析
3.1.3 測試方法選擇
3.2 實驗系統(tǒng)
3.2.1 現(xiàn)有的實驗系統(tǒng)
3.2.2 實驗系統(tǒng)研制
3.2.3 實驗裝置功能
3.2.4 實驗裝置的標定
3.3 瓦斯吸附實驗
3.3.1 實驗準備
3.3.2 實驗步驟
3.3.3 數(shù)據(jù)處理
3.3.4 實驗結(jié)果
3.4 實驗結(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 煤體對多元氣體的吸附實驗
4.1 煤體對單一氣體的吸附結(jié)果分析
4.2 多組分吸附實驗方法
4.2.1 配氣方法
4.2.2 吸附實驗與數(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測方法
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 多組分吸附的應用實例
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 與單個甲烷分子相互作用的計算
5.4.2 與多個甲烷分子相互作用的計算
5.5 煤表面分子與多元混合瓦斯分子的相互作用計算
5.5.1 吸附能的計算
5.5.2 吸附幾何構(gòu)型
5.5.3 電荷集居數(shù)的計算
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
6.1 吸附熱力學
6.1.1 表面熱力學特性函數(shù)基本方程
6.1.2 表面吸附熱力學
6.1.3 吸附能的測定
6.2 煤的吸附表面自由能及其計算
6.2.1 煤表面自由能的形成和特點
6.2.2 煤表面自由能的計算
6.2.3 煤表面自由能的應用探討
6.3 等量吸附熱
6.3.1 吸附熱分類及其測試方法
6.3.2 斜率計算法
6.3.3 Langmuir參數(shù)計算法
6.4 等溫吸附曲線預測
6.4.1 吸附勢理論
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測
6.5 小結(jié)
第7章 煤體瓦斯解吸擴散規(guī)律
7.1 瓦斯在煤體中的擴散模型
7.2 煤體瓦斯解吸擴散實驗研究
7.2.1 煤樣的采集與制各
7.2.2 實驗方法
7.2.3 實驗測定結(jié)果的處理方法
7.2.4 煤體瓦斯解吸擴散規(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 帶擴散連續(xù)性方程式的推導
7.3.3 煤粒瓦斯解吸擴散動力過程
7.3.4 煤粒瓦斯解吸擴散物理數(shù)學模型
7.3.5 煤粒瓦斯擴散方程的解析解
7.3.6 煤粒瓦斯擴散方程解析解的應用
7.4 小結(jié)
第8章 外加場對煤體瓦斯吸附解吸影響規(guī)律
8.1 電磁場對煤體瓦斯吸附解吸的影響規(guī)律
8.1.1 實驗系統(tǒng)
8.1.2 實驗前的準備
8.1.3 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
8.2 聲場對煤體瓦斯吸附的影響規(guī)律
8.2.1 實驗系統(tǒng)
8.2.2 實驗前的準備
8.2.3 實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理
8.3 外加場對煤體瓦斯吸附解吸的影響機理
8.3.1 電磁場對煤體瓦斯吸附解吸的作用機理
8.3.2 聲場對煤體瓦斯吸附的作用機理
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流實驗裝置
9.1.1 假三軸煤體滲流規(guī)律實驗系統(tǒng)
9.1.2 真三軸煤體滲流規(guī)律實驗系統(tǒng)
9.2 假三軸煤體滲流規(guī)律實驗
9.2.1 煤樣的制取
9.2.2 實驗步驟
9.2.3 煤體滲透率計算公式
9.2.4 實驗結(jié)果及分析
9.3 真三軸煤體滲流規(guī)律實驗
9.3.1 煤樣的制取
9.3.2 實驗步驟
9.3.3 實驗結(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 煤體滲流場方程
9.4.3 煤體應力場方程
9.5 氣體吸附性對煤層滲流的影響
9.5.1 不同氣體對滲透率的影響
9.5.2 吸附性影響煤層滲透性的機理
9.5.3 氣體吸附性對煤層滲透率影響的現(xiàn)場測試實驗
9.6 小結(jié)
第10章 煤層瓦斯運移理論的應用分析
10.1 瓦斯抽放制約因素分析
10.1.1 擴散對瓦斯抽放的影響分析
10.1.2 滲流對瓦斯抽放的影響分析
10.2 采動影響下煤體滲流通道演化觀測方法分析
10.2.1 實驗地點概況
10.2.2 頂板巖層裂隙測試方案
10.2.3 頂板巖層裂隙測試結(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化方法
10.3.1 煤層瓦斯運移通道強化方法
10.3.2 開采煤層保護層
10.3.3 高壓磨料射流割縫卸壓增透技術(shù)
10.3.4 深孔預裂爆破抽放瓦斯
10.4 小結(jié)
參考文獻