煤层中的耦合运动理论及其应用 具有吸附作用PDF|Epub|txt|kindle电子书版本下载

煤层中的耦合运动理论及其应用 具有吸附作用PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 绪论1

1．1引子1

1．2开采煤层气的实际意义2

1．2．1煤层气对矿井的危害2

1．2．2排放煤层气对环境的影响3

1．2．3煤层气的能源价值4

1．3开采煤层气存在的技术困境5

1．3．1开采煤层气面临的主要困难5

1．3．2煤层气与石油天然气开采理论与技术的异同5

1．4煤层中的耦合运动理论研究现状分析7

1．4．1概述7

1．4．2煤的化学结构与孔隙结构7

1．4．3煤的吸附扩散性能9

1．4．4煤层孔隙结构模型分类16

1．4．5孔隙裂隙二重介质模型16

1．4．6扩散理论19

1．4．7渗流理论20

1．4．8孔隙裂隙二重介质的扩散解吸与渗流理论22

1．4．9气固耦合力学理论23

1．5本书研究主要内容和方法26

第2章 耦合运动的物理数学模型28

2．1物理过程、基本假设和运动定律28

2．2孔隙裂隙煤层中的基本方程34

2．2．1煤层变形平衡方程34

2．2．2煤层变形几何方程35

2．2．3孔隙系统中扩散运动连续方程36

2．2．4裂隙系统中渗流运动连续方程37

2．3孔隙裂隙煤层中的耦合运动微分方程组38

2．3．1煤层变形运动微分方程组38

2．3．2孔隙系统中吸附状态煤层气扩散运动微分方程40

2．3．3裂隙系统中游离状态煤层气渗流运动微分方程41

2．3．4耦合运动微分方程组的初始边界条件与求解41

2．4均匀孔隙煤层中的耦合运动微分方程组41

2．5均匀裂隙煤层中的耦合运动微分方程组42

2．6非煤储层中的耦合运动微分方程组43

2．6．1高低渗流与非煤储层变形耦合运动微分方程组43

2．6．2渗流与非煤储层变形耦合运动微分方程组45

2．6．3煤层中与非煤储层中的耦合运动的比较46

2．7煤层中无耦合运动微分方程47

2．7．1耦合运动与无耦合运动方程之间的关系47

2．7．2总应力作用下的变形运动微分方程组47

2．7．3孔隙裂隙煤层中的扩散渗流微分方程组48

2．7．4均匀孔隙煤层中的扩散运动微分方程50

2．7．5均匀裂隙煤层中的渗流运动微分方程51

2．8煤层中的耦合运动综合分析52

第3章 均匀孔隙介质中的扩散规律55

3．1均匀孔隙煤层中的扩散微分方程分析解55

3．1．1一维稳定扩散55

3．1．2平面径向稳定扩散57

3．2煤粒吸附煤层气扩散解吸过程58

3．2．1煤粒吸附煤层气扩散的物理数学模型58

3．2．2扩散微分方程的边界条件分析及求解59

3．2．3近似解及其应用70

3．3扩散解吸试验研究72

3．3．1煤样采集与制备72

3．3．2试验装置72

3．3．3试验原理73

3．3．4试验步骤74

3．3．5试验内容75

3．3．6试验数据处理方法76

3．3．7试验数据的处理结果78

3．3．8扩散微分方程的试验解（内质量源的试验式）81

3．3．9理论和试验结果的分析讨论82

3．4煤与瓦斯突出预测指标84

3．4．1常见突出预测指标84

3．4．2煤与瓦斯突出机理简析86

3．4．3煤与瓦斯突出预测新指标探索88

3．4．4 Bi预测指标测试方法探讨89

3．4．5突出预测指标Bi计算实例和比较91

3．5煤与瓦斯突出预测应用实例92

3．5．1沙曲煤矿及试验区概况93

3．5．2突出预测方法和工艺介绍96

3．5．3对《测定标准》的分析102

3．5．4钻屑解吸指标K现场测定及分析103

3．5．5钻屑解吸指标K试验室测定及分析118

3．5．6现场与试验室试验数据分析结果的比较128

3．5．7几个重要结论129

第4章 均匀裂隙介质中的渗流规律130

4．1均匀裂隙煤层中的渗流物理数学模型130

4．2平行巷间煤柱中渗流微分方程近似分析解133

4．2．1渗流微分方程的近似分析解133

4．2．2对近似分析解的讨论137

4．2．3近似分析解在掘进巷道瓦斯涌出量预测中的应用138

4．3二维渗流在移动边界条件的近似分析解140

4．3．1概述140

4．3．2工作面煤体瓦斯压力分布规律141

4．3．3工作面煤体瓦斯涌出量的预测143

4．3．4关于分析解的计算机模拟及讨论144

4．4一维径向渗流规律及应用147

4．4．1概述147

4．4．2一维瓦斯径向流动的数学模型148

4．4．3衡量煤层瓦斯抽放难易程度指标的观测150

4．4．4抽放钻孔有效抽放半径计算方法153

第5章 煤体的吸附变形与有效应力155

5．1概述155

5．2吸附变形与吸附热力学参数的关系155

5．2．1孔隙的表面压力155

5．2．2吸附膨胀模式及其计算156

5．2．3实例模拟计算159

5．2．4对吸附膨胀变形特性的分析讨论160

5．3含吸附煤层气煤的有效应力161

5．3．1煤层的受力状态分析161

5．3．2含吸附煤层气煤层的有效应力计算公式163

5．3．3有效应力作用下煤体变形的理论值与实测值比较164

5．3．4对煤层有效应力计算公式的分析165

5．4孔隙率和吸附变形之间的关系166

5．4．1内向吸附应变与外观应变166

5．4．2裂隙孔隙率与煤层变形之间的关系167

5．5渗透率与孔隙率之间的关系168

5．6关于吸附变形与有效应力知识的要点170

第6章 半耦合运动规律及其应用172

6．1概述172

6．2孔隙裂隙煤层中的半耦合运动微分方程174

6．2．1三维变形条件下的三维扩散渗流174

6．2．2一维应变条件下的二维扩散渗流177

6．2．3平面应变条件下的一维扩散渗流179

6．3均匀裂隙煤层中的半耦合运动微分方程181

6．3．1三维变形条件下的三维渗流181

6．3．2一维应变条件下的二维渗流181

6．3．3平面应变条件下的一维渗流183

6．4具有变形和扩散解吸作用的渗流方程的应用184

6．4．1提高煤层气采收率的途径184

6．4．2评价煤层气资源的主要指标184

6．4．3注入增产机理及影响压裂效果的因素186

第7章 多组分气体运动规律及其应用188

7．1注气增产机理及效果分析188

7．1．1注气增产机理分析188

7．1．2自然降压开采煤层气的最大理论回收量和回收率191

7．1．3注气开采煤层气的最大理论回收量和回收率192

7．1．4回收率的模拟计算194

7．2多组分流体扩散渗流的物理数学模型199

7．2．1基本概念和假定199

7．2．2煤粒基质孔隙系统吸附气相扩散解吸方程200

7．2．3煤层裂隙系统中的渗流方程201

7．3间歇注气过程的微分方程及近似解202

7．3．1多组分流体扩散渗流微分方程的简化202

7．3．2初始边界条件203

7．3．3近似分析解的求解方法204

参考文献207