本书基于“地面压裂、井下打孔、井下抽采一体化” 技术, 综合采用理论研究、数值模拟、工程实践、现场观测等手段, 优化了压裂区域瓦斯抽采效率, 阐述了深部页岩气渗透特性规律及煤矿采空区瓦斯与火复合灾害发展规律, 为采动作用影响下邻近煤层瓦斯涌出和开采煤层采空区漏风造成的采空区瓦斯与火灾复合灾害的发生提供了系统性解决方案。 本书可供采矿工程、安全科学与工程、岩土工程等相关领域的科研人员参考,也可供高等院校相关专业师生阅读, 同时也可供矿区采矿现场技术专家和生产管理人员等相关从业者阅读参考。
封面
题名页
前言
目录
1 概述
1. 1 煤矿开采与瓦斯抽采
1. 2 煤层瓦斯运移规律
1. 3 煤层瓦斯抽采技术
1. 4 水力压裂技术研究现状
1. 5 采空区瓦斯与火治理
2 地面与井下钻孔联合抽采技术
2. 1 UDFD 地面压裂机理研究
2. 1. 1 竖井围岩特征
2. 1. 2 煤层水力压裂起裂机理
2. 1. 3 水力压裂裂缝的破坏形式
2. 1. 4 水力压裂卸压增透作用
2. 2 UDFD 联合抽采技术
2. 2. 1 UDFD 联合抽采技术原理
2. 2. 2 UDFD 联合抽采技术的优越性
2. 2. 3 UDFD 的可行性分析
3 UDFD 技术数值模拟研究
3. 1 煤层水力压裂数值模拟研究
3. 1. 1 水力压裂数值模拟理论方程
3. 1. 2 模型建立及参数选择
3. 1. 3 不同角度的初始裂缝延伸扩展规律
3. 1. 4 压裂时长对裂缝扩展规律的影响
3. 1. 5 注入量对裂缝扩展规律的影响
3. 2 瓦斯抽采模型的构建与分析
3. 2. 1 数值模拟研究方法与目标
3. 2. 2 主要控制方程
3. 2. 3 几何模型的建立
3. 2. 4 未压裂与压裂后的瓦斯抽采模拟
3. 2. 5 不同钻孔直径模拟及分析
3. 2. 6 不同抽采负压模拟及分析
3. 2. 7 不同钻孔间距模拟及分析
4 深部渗透率演化规律
4. 1 试验装置及方案
4. 1. 1 试验装置
4. 1. 2 页岩试件
4. 1. 3 试验方案
4. 2 页岩各向异性变形行为
4. 2. 1 各向主应力下页岩变形行为
4. 2. 2 孔隙压力作用下页岩变形行为
4. 2. 3 页岩表观渗透率演化
4. 2. 4 页岩裂隙压缩系数
4. 3 页岩渗透率有效应力系数
4. 3. 1 有效应力影响区渗透率有效应力系数
4. 3. 2 滑脱效应影响区渗透率有效应力系数
4. 4 滑脱影响区页岩固有渗透率
4. 4. 1 滑脱影响区页岩固有渗透率修正
4. 4. 2 滑脱效应预测
5 近距离煤层瓦斯与火共治
5. 1 矿井及工作面概况
5. 1. 1 矿井概况
5. 1. 2 工作面概况
5. 1. 3 近距离煤层群开采概况
5. 2 采空区自燃危险区域判定
5. 2. 1 煤自燃极限参数
5. 2. 2 采空区自燃“三带” 的划分
5. 3 采空区流场运移数值模型
5. 3. 1 采空区流场运移理论方程
5. 3. 2 采空区采动裂隙场分布
5. 3. 3 采空区多孔介质设置
5. 3. 4 模型建立及参数选择
5. 4 不同通风条件下采空区流场运移规律
5. 4. 1 模拟方案
5. 4. 2 采空区流场分布结果
5. 4. 3 采空区自燃带分布规律
5. 5 采空区流场运移模拟
5. 5. 1 无抽采条件下采空区流场运移规律
5. 5. 2 “埋管+高位钻孔”抽采条件下采空区流场运移规律
5. 5. 3 瓦斯与火共治条件下采空区自燃“三带” 分布规律
6 综采面采空区瓦斯与火共治的最优参数
6. 1 瓦斯与火共治最优参数
6. 1. 1 瓦斯与火共治最优参数描述
6. 1. 2 瓦斯与火共治最优参数试验设计
6. 1. 3 瓦斯与火共治最优参数确定
6. 2 工作面综合防控效果分析
6. 2. 1 工作面最小推进速度分析
6. 2. 2 工作面瓦斯与火共治效果
7 结论
参考文献
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