负压可控条件下不同类型煤体承压过程瓦斯渗透特征研究

　　《负压可控条件下不同类型煤体承压过程瓦斯渗透特征研究》通过实验研究、理论分析、数值模拟相结合的方法系统地研究了原生结构煤和构造煤两种含瓦斯煤体不同承压路径下的瓦斯渗透规律，为掌握不同开采过程中瓦斯的涌出规律提供了一定依据。同时，高瓦斯矿井的瓦斯抽采是通过对抽放管路和钻孔施加必要的负压来实现的，目前负压值的选取大多数是一些经验数值。《负压可控条件下不同类型煤体承压过程瓦斯渗透特征研究》对不同负压条件下构造煤瓦斯渗透特性也进行了系统的实验研究和现场试验印证，研究结论为瓦斯抽采负压值的确定提供了一定的参考，揭示了抽采负压对煤体瓦斯渗透特性的作用规律。

　　田坤云，河南濮阳人，副教授，博士。河南省安全生产和职业健康协会聘任专家，河南工程学院安全工程学院实验中心主任，主要致力于矿井瓦斯灾害预测与防治方面的科研与教学工作。目前主持国家自然科学基金1项；河南省科技攻关项目1项；河南省高等学校青年骨干教师资助计划项目1项；微生物治理瓦斯技术与装备河南省工程实验室开放基金1项；发表论文50余篇，其中EI检索7篇；授权国家专利9项。

1 绪论
1．1 课题的立项依据
1．1．1 立项背景
1．1．2 国内外研究现状
1．1．3 存在的问题
1．1．4 创新思路与研究意义
1．2 本书的研究内容、研究目标以及拟解决的关键科学问题
1．2．1 研究内容
1．2．2 研究目标
1．2．3 拟解决的关键科学问题
1．3 拟采取的研究方案及可行性分析
1．3．1 研究方案
1．3．2 可行性分析
1．4 本课题的特色与创新之处
1．4．1 课题特色
1．4．2 创新之处
2 目标矿区确定及原煤煤样制作
2．1 煤体的结构类型
2．2 目标矿区和煤层的确定
2．2．1 采样矿井概况
2．2．2 目标矿区煤层基本参数测试分析
2．2．3 孔隙率与煤体坚固性系数的关系
2．3 煤体原始煤样采集及试件制作
2．3．1 大块度煤的采集
2．3．2 煤块的机械加工成型
2．3．3 两种煤样的电子扫描图
2．4 本章小结
3 瓦斯渗透性模拟实验装置的设计与改装
3．1 功能用途简介和理论基础
3．2 瓦斯渗流实验装备的组成
3．2．1 煤样试件密封系统
3．2．2 三轴应力加载及伺服控制系统
3．2．3 瓦斯气体接入系统
3．2．4 气体流量采集测试系统
3．2．5 自动监测与数据采集分析系统
3．3 本章小结
4 瓦斯渗流原理及实验方案
4．1 负压作用下瓦斯渗流实验原理
4．2 实验方案及步骤
4．2．1 实验方案
4．2．2 实验步骤
4．3 本章小结
5 实验结果及作用机理分析
5．1 实验结果
5．1．1 静载荷条件下的实验结果
5．1．2 变载荷条件下的实验结果
5．2 作用机理分析
5．2．1 静载荷条件下负压对构造煤瓦斯渗透特性的作用机理
5．2．2 负压条件下变载荷对构造煤瓦斯渗透特性的作用机理
5．3 本章小结
6 构造煤与硬煤煤样瓦斯渗透性影响因素分析
6．1 实验结果
6．2 瓦斯气体压力一定时围压对瓦斯渗透性的影响
6．3 围压一定时气体压力对瓦斯渗透性的影响
6．4 煤样的层理结构对瓦斯渗透性的影响
6．5 本章小结
7 应力加卸载过程中的瓦斯渗透性动态变化分析
7．1 构造煤与硬煤原煤样的承载应力极限测定
7．2 两种煤样的加卸载过程中的渗透性变化对比分析
7．2．1 两种煤样加卸载过程中渗透性变化的共性特征
7．2．2 两种煤样加卸载过程中渗透性变化的差异特征
7．3 本章小结
8 负压作用下构造煤瓦斯渗透特性的数值模拟
8．1 数值模拟软件简介
8．1．1 COMSOL Multiphysics简介
8．1．2 COMSOL Multiphysics计算步骤
8．2 数值模型的建立
8．2．1 几何模型的构建
8．2．2 物理参数的设定
8．3 模拟结果及分析
8．4 本章小结
9 现场验证与应用
9．1 实验矿井及区域概括
9．1．1 矿井概况
9．1．2 实验区概括
9．2 实验方案及考察内容
9．2．1 实验方案
9．2．2 考察内容
9．3 本章小结
10 结论与展望
10．1 结论
10．2 展望
参考文献