煤与瓦斯突出主控机制及瓦斯能量动力学特性

本书针对煤与瓦斯突出机理、预测及防治理论和技术，围绕煤与瓦斯突出过程力学作用机制及能量演化特征，以理论、技术、应用为一体，系统阐述了煤与瓦斯突出主控机制及瓦斯能量动力学特性，主要内容涵盖现阶段煤与瓦斯突出灾害分布特点、突出机理及预测技术研究现状；同时从突出主控因素出发，剖析主控因素影响机制；以煤体损伤特征为切入点，明晰采动诱发多变力学响应下煤体损伤失稳机制；基于瓦斯能量视角，揭示突出煤体瓦斯能量释放量化机制与动力学特性；结合技术瓶颈问题，提出了突出预测、防治等技术体系。

目录
“博士后文库”序言
前言
第1章 绪论 1
1.1 煤与瓦斯突出事故分布特征及趋势 1
1.1.1 我国煤炭生产形势 1
1.1.2 煤与瓦斯突出灾害现状 3
1.2 煤与瓦斯突出机理研究现状 6
1.2.1 煤与瓦斯突出力学作用机制 7
1.2.2 煤与瓦斯突出能量演变机制 8
1.3 煤与瓦斯突出预测技术 11
1.3.1 常规静态预测技术 11
1.3.2 动态预测及预警方法 12
参考文献 13
第2章 煤与瓦斯突出主控因素及控因间关联 15
2.1 煤与瓦斯突出主控因素影响规律 15
2.1.1 工作面突出发生规律 15
2.1.2 突出危险性水平影响规律 17
2.2 孕突过程中主控因素间关联性 33
2.2.1 地应力诱使煤体初始破坏动态响应机制 33
2.2.2 采动煤体瓦斯压力演化规律及动力学响应 51
2.3 煤与瓦斯突出强度及演化实验研究 68
2.3.1 突出相似模拟实验 68
2.3.2 突出模拟实验结果 71
参考文献 79
第3章 多变力学行为下煤体损伤动态响应机制 81
3.1 多重应力路径下煤体损伤演化规律 81
3.1.1 煤样力学基本参数 81
3.1.2 煤体损伤实验及模拟研究 83
3.1.3 不同围压下煤体损伤演化 89
3.1.4 多重应力路径下煤体损伤演化 92
3.2 采动煤体损伤过程能量演变特性 110
3.2.1 不同围压下煤体损伤过程能量演变 110
3.2.2 多重应力路径下煤体损伤过程能量演变 112
3.3 采动煤体损伤过程裂纹动态演变行为 114
3.3.1 不同围压下煤体损伤过程裂纹动态演变 114
3.3.2 多重应力路径下煤体损伤过程裂纹动态演变 118
3.4 主控因素下损伤诱发煤体失稳特征 120
3.4.1 不同瓦斯压力下煤体失稳特征 120
3.4.2 不同卸载速率下煤体失稳特征 123
3.4.3 不同应力路径下煤体失稳特征 125
参考文献 126
第4章 突出煤体瓦斯能量释放规律及量化特征 127
4.1 含瓦斯煤体初始解吸规律 127
4.1.1 煤体初始解吸实验 127
4.1.2 瓦斯初始解吸规律 132
4.2 瓦斯初始解吸过程能量演化机制 138
4.2.1 不同破坏类型煤体 138
4.2.2 不同含水率煤体 141
4.3 突出煤体瓦斯膨胀能释放量化特征 144
4.3.1 不同破坏类型煤体 144
4.3.2 不同含水率煤体 146
4.4 煤体瓦斯膨胀能与突出主控因素间关联 146
4.4.1 煤体破坏类型 146
4.4.2 煤体含水率 148
4.4.3 煤体温度 149
参考文献 148
第5章 孕突过程损伤煤体瓦斯能量动力学特性 150
5.1 损伤煤体解吸动力学参数特性 150
5.1.1 不同破坏类型煤体 150
5.1.2 不同含水率煤体 155
5.2 损伤煤体解吸力学作用机制 160
5.2.1 不同破坏类型煤体 161
5.2.2 不同含水率煤体 165
5.3 解吸过程瓦斯膨胀能演变规律 168
5.3.1 不同破坏类型煤体 168
5.3.2 不同含水率煤体 170
5.4 瓦斯解吸能力与瓦斯膨胀能间的规律 172
5.4.1 温控作用下的煤体瓦斯解吸实验 173
5.4.2 温控作用下的瓦斯解吸量演变特征 174
5.4.3 温控作用下的瓦斯能量释放特征 179
参考文献 181
第6章 煤与瓦斯突出防治技术展望 182
6.1 突出强度量化评估模型 182
6.1.1 突出孔洞几何参数特点 183
6.1.2 采掘工作面突出预测钻孔布局模式 186
6.1.3 突出预测钻孔开孔位置 188
6.1.4 突出预测钻孔布局与突出强度关联 190
6.2 防突作用下突出煤体扰动方式 197
6.2.1 采动煤体突出孕育过程 197
6.2.2 煤与瓦斯突出的力学机制 199
6.2.3 基于理论结果的防突建议 206
6.3 突出危险性预测模型 207
6.3.1 煤巷工作面突出预测模型 207
6.3.2 模拟煤巷工作面预测指标测定平台及效果检验 218
6.4 瓦斯局部异常带防治 245
6.4.1 煤巷工作面突出预测钻孔布局方法 245
6.4.2 深部高突煤层压-冲接替式强化增透技术 253
6.4.3 基于瓦斯能量突出灾害防治技术 258
参考文献 267
编后记 269