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音像煤力学程远平,刘清泉,任廷祥 著
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前言章绪论11.1煤与煤系地层11.1.1煤与煤层瓦斯11.1.2煤系地层41.2煤的结构与物理简化模型91.2.1煤的孔隙与裂隙91.2.2煤的物理简化模型141.3煤与岩石的对比161.3.1结构与强度对比161.3.2吸附能对比161.3.3灾害对比171.4煤力学的研究内容181.4.1煤力学的定义181.4.2煤力学的发展191.4.3本书的结构21参考文献22第2章煤的生成与变质292.1成煤作用292.2煤化作用302.2.1煤成岩作用302.2.2煤变质作用31.煤的显微组成和变质类型31..1煤的显微组分31..2煤的变质类型332.4煤中瓦斯生成352.4.1生物化学成煤时期瓦斯生成352.4.2煤化变质作用时期瓦斯生成352.4.3煤层瓦斯的成分362.4.4煤层瓦斯的赋存状态402.5岩浆侵入对煤的变质及瓦斯赋存的影响422.5.1岩浆侵入煤层的方式422.5.2岩浆的热温度场分析432.5.3岩浆对煤的变质程度的影响462.5.4岩浆对瓦斯赋存的影响47参考文献53第3章煤的基本物理质与孔裂隙特征553.1煤的基本物理质553.1.1煤的水分563.1.2煤的灰分573.1.3煤的挥发分583.1.4煤的密度593.1.5煤的硬度603.2煤的孔隙特征623.2.1煤的孔隙分类623.2.2煤的孔隙测定方法633..煤的孔隙结构表征673.3煤的裂隙特征713.3.1煤的裂隙分类713.3.2煤的裂隙分布713.4煤的基质特征743.4.1煤基质定义743.4.2煤基质尺度74参考文献77第4章煤的瓦斯吸附与解吸能794.1煤的瓦斯吸附能794.1.1煤对瓦斯的吸附原理794.1.2煤的瓦斯吸附规律794.1.3影响煤吸附能的主要因素814.1.4煤的吸附能测试方法874.2煤的瓦斯解吸能914.2.1瓦斯解吸原理914.2.2影响瓦斯解吸能的主要因素924..煤的瓦斯解吸模型964.2.4煤的瓦斯解吸能测试方法994.2.5煤的瓦斯解吸能在瓦斯含量测定中的应用994.3煤的瓦斯扩散1034.3.1煤的瓦斯扩散的物理过程1034.3.2煤的瓦斯扩散的数学模型1044.3.3钻屑瓦斯解吸指标K1106参考文献108第5章煤力学基础1105.1应力状态1105.1.1应力的概念1105.1.2一点的应力状态描述1115.1.3平面应力状态及应力圆1125.1.4主应力与主方向1165.2应变状态1175.2.1变形与应变的概念1175.2.2几何方程1185..主应变与体积应变1205.3强度准则1225.3.1Mohr—Coulomb准则1225.3.2D—P准则15.3.3格里菲斯准则1245.4有效应力125参考文献126第6章含瓦斯煤的强度与变形1286.1含瓦斯煤的力学特试验1286.1.1试验仪器及试验原理1296.1.2含瓦斯煤强度试验的基本要求1316.1.3煤样制备方法1316.2含瓦斯煤的强度特1366.2.1煤的常规压缩试验1376.2.2含瓦斯煤的峰前卸围压试验1416..含瓦斯煤的强度特分析1456.3含瓦斯煤的变形特1546.3.1含瓦斯煤的变形特分析1546.3.2瓦斯对煤的变形特的影响1586.4含瓦斯煤的本构方程1596.4.1煤的本构关系特征分析1596.4.2线弹阶段1626.4.3非线弹塑阶段1646.4.4理想塑阶段1656.4.5应变软化阶段1656.5含瓦斯煤的宏观破坏特征1666.6含瓦斯煤的破坏机理及强度理论1686.6.1C.D.Martin裂隙应变模型1686.6.2煤的损伤扩容渐进破坏机制1706.6.3煤的损伤扩容屈服准则172参考文献177第7章煤的渗透特及渗透率演化模型1827.1渗透率的基本概念与理论基础1827.1.1渗透率的基本概念1827.1.2渗透率演化的理论基础1867.2经典渗透率演化模型1897.2.1Palmer—Mansoori(P—M)模型1937.2.2Shi—Durucan(S—D)模型1957..Robertson—Christiansen(R—C)模型1967.2.4经典渗透率模型评价1987.3煤的渗透特试验仪器、原理及方法2037.4有效应力与吸附变形对煤的渗透率的影响2067.4.1煤的吸附变形2067.4.2有效应力对渗透率的影响2097.4.3吸附变形对渗透率的影响2107.4.4有效应力与吸附变形的竞争作用2107.5应力扰动对煤的渗透率的影响2147.5.1加载过程中的渗透率演化规律2147.5.2卸载过程中的渗透率演化规律2207.5.3加卸载过程中的渗透率演化差异分析2247.5.4卸载过程中煤的损伤演化与渗透率关系2277.6应力扰动区煤的瓦斯运移过程中的渗透率演化模型2417.6.1模型构建的基本思路2417.6.2采动应力扰动作用下煤的渗透率演化模型2427.6.3气固耦合作用下煤的渗透率演化模型2447.6.4考虑采动应力扰动及气固耦合作用的煤的渗透率演化模型248参考文献249第8章地应力及煤层瓦斯赋存2568.1地应力的基本概念2568.1.1地应力的概念2568.1.2地应力的简单模型2578.2地应力的现场测量方法2598.2.1基本原理2598.2.2水压致裂法2618..应力解除法2648.3地应力随埋深的演化规律2688.3.1地应力测试结果2688.3.2地应力随埋深的演化规律2698.4煤系地层构造应力2738.4.1构造应力2738.4.2构造对煤层赋存的影响2748.4.3构造应力对煤的动力变质作用2758.5瓦斯参数随埋深的变化2768.5.1瓦斯压力随埋深的变化2768.5.2瓦斯含量随埋深的变化2808.5.3渗透率随埋深的变化280参考文献283第9章煤层中的瓦斯流动理论2889.1煤层瓦斯运移的基本规律2889.1.1煤层瓦斯运移过程及基本设2889.1.2煤层瓦斯流场分类2929.2孔隙中的瓦斯扩散理论2959.3裂隙中的瓦斯渗流理论2979.4煤与瓦斯气固耦合模型2999.4.1煤与瓦斯气固耦合模型的构建2999.4.2初始条件及边界条件3019.5吸附平衡过程中煤样孔隙压力及渗透率演化规律3029.5.1物理模型简介3039.5.2孔隙压力随吸附平衡时间的演化特征3069.5.3渗透率随吸附平衡时间的演化特征3099.6抽采过程中的瓦斯流场特征3109.6.1物理模型简介3129.6.2抽采过程中瓦斯压力分布特征3129.6.3瓦斯日抽采量的演化特征314参考文献3150章煤力学在卸压瓦斯抽采中的应用31910.1卸压瓦斯抽采概述31910.2采动应力及膨胀变形的演化规律32510.2.1采动应力的演化规律32510.2.2膨胀变形的时空特征33010.3卸压煤层渗透率的时空分布规律33410.3.1卸压煤层渗透率的时空分布规律预测的基本方法33410.3.2卸压煤层体积应力及渗透率的时空分布规律33510.4卸压瓦斯抽采及其流场特33910.4.1卸压瓦斯抽采流场的初始、边界条件33910.4.2卸压瓦斯抽采过程分析34010.4.3瓦斯日抽采量的演化特征34110.5钻孔卸压瓦斯抽采方法34410.5.1钻孔卸压瓦斯抽采方法简介34510.5.2钻孔卸压瓦斯抽采应用效果348参考文献3521章煤力学在煤与瓦斯突出中的应用35411.1煤与瓦斯突出概述35411.1.1煤与瓦斯突出的规律35411.1.2研究方法35911.2煤与瓦斯突出的力学机制36111.2.1煤与瓦斯突出说36111.2.2煤与瓦斯突出过程分析36311.3煤与瓦斯突出的发动36411.3.1煤与瓦斯突出前期的理论模型36411.3.2煤与瓦斯突出发动的失稳判据36711.3.3数值模型解算37111.3.4煤与瓦斯突出发动的影响因素分析37211.3.5煤的力学质对突出倾向的影响37711.4煤与瓦斯突出的发展过程38211.4.1煤与瓦斯突出发展过程的特征分析38211.4.2煤与瓦斯突出发展过程的验分析38511.5粉煤急速解吸对突出煤搬运的作用39011.5.1突出发展过程中煤搬运所需瓦斯量39011.5.2急速解吸瓦斯的来源395参考文献400附录405彩图
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