内容简介
本书聚焦矿井瓦斯联合抽采技术及火灾防治技术，内容涉及煤层工作面瓦斯抽采效率的优化、深部页岩气渗透特性规律的研究及煤矿采空区瓦斯与火复合灾害发展规律。应用“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，确定水力压裂的影响范围及很好的抽采钻孔直径、钻孔间距等参数，提升了瓦斯治理效果。基于深部页岩气储层的滑脱效应和有效应力变化，开展相关真三轴试验，定性定量分析二者对页岩气渗透率变化的影响及机理。针对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开采煤层采空区瓦斯与火治理难题，研究“Y”型通风条件下配风量、抽采量、注氮量等因素对采空区瓦斯与火共治的影响规律，利用统计学理论确定三因素复合条件下采空区瓦斯与火共治很优参数，为瓦斯与火灾复合灾害的发生提供系统性解决方案。
目录
1 研究背景及现状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2．1UDFD地面压裂机理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地面与井下钻孔联合抽采技术2．2．1UDFD联合抽采技术2．2．2UDFD联合抽采技术的优越性2．2．3UDFD的可行性分析3UDFD技术数值模拟研究3．1煤层水力压裂数值模拟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近距离煤层群开采特点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”划分指标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5．3．1采空区采动裂隙场分布5．3．2采空区多孔介质设置5．3．2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5．4采空区流场运移模拟5．4．1无抽采条件下采空区流场运移规律5．4．2“埋管+高位钻孔”抽采条件下采空区流场运移规律5．4．3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很优参数6．1瓦斯与火共治很优参数6．1．1瓦斯与火共治很优参数描述6．1．2瓦斯与火共治很优参数试验设计6．1．3瓦斯与火共治很优参数确定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第7章结论参考文献
