高压水载荷下煤体变形特性及瓦斯渗流规律PDF电子书下载

本书设计、改装了“高压水载荷下瓦斯渗流实验装置”；分析了两种典型原煤煤样试件的破裂过程、水压临界条件以及高压水加载前后的瓦斯渗流规律；采用该试验装置得出压裂过程中煤样试件的裂隙起裂、延展与加载轴压、围压的关系；设计了穿层钻孔的压裂方案，并在两个煤矿进行了现场试验考察；提出了对松软煤层的坚硬顶板进行压裂以达到对该煤层卸压增透的目的，现场结果表明“松软煤层顶板致裂”能大幅增加松软煤层的渗透率，大大提高瓦斯抽放效果。

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1 绪论 1

1.1 课题提出的意义 1

1.2 国内外研究现状及存在问题 3

1.3 研究内容及研究方法 8

1.4 技术路线 9

1.5 创新点 11

2 高压水载荷下瓦斯渗流实验装置的设计与改装 12

2.1 功能用途简介和理论基础 12

2.2 实验装置的系统组成 13

2.3 实验装置的各部分简介 15

2.4 本章小结 23

3 目标矿区确定及原煤煤样的制作 25

3.1 煤体的结构类型 25

3.2 目标矿区和煤层的确定 26

3.3 煤体原始煤样采集及试件制作 34

3.4 本章小结 40

4 高压水作用下煤体破裂过程及瓦斯渗流特性实验研究 41

4.1 实验方案及步骤 41

4.2 水压加载前煤样渗透特性实验 46

4.3 高压水载荷下不同类型煤体的破碎过程 48

4.4 高压水载荷前后煤样渗透率变化规律 57

4.5 本章小结 61

5 高压水与应力综合作用下煤体变形与破坏特征研究 63

5.1 煤层赋存特征及水压致裂机理 63

5.2 压裂过程中煤体起裂与延展特征 69

5.3 轴压、围压变化条件下煤体裂缝生成和延展实验 73

5.4 本章小结 76

6 煤岩体水力压裂工艺与施工组织 78

6.1 压裂方式选择 78

6.2 压裂前施工参数确定 80

6.3 压裂组织与实施 81

6.4 安全防护措施 83

7 顶板水力压裂卸压增透机理与技术工艺 85

7.1 顶板水力压裂卸压增透机理 85

7.2 顶板水力压裂治理瓦斯技术方案 94

7.3 顶板水力压裂设备选型与配套 97

8 顶板水力压裂技术在临涣煤矿的应用 102

8.1 矿井及试验区域瓦斯地质概况 102

8.2 压裂方案设计 105

8.3 压裂实施 117

8.4 压裂效果考察 122

8.5 本章小结 134

9 顶板水力压裂技术在新安矿的应用 136

9.1 矿井概况 136

9.2 14170工作面试验情况 138

9.3 14200工作面试验情况 147

9.4 14230工作面试验情况 160

9.5 本章小结 165

10 结论与展望 167

10.1 主要结论 167

10.2 展望 167

参考文献 169

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