低滲透煤層瓦斯強(qiáng)化抽采理論及應(yīng)用

前言
第1章　緒論
1.1　引言
1.1.1　瓦斯的形成
1.1.2　瓦斯的基本特征
1.2　中國煤層氣資源概況
1.2.1　中國煤層氣分布及儲(chǔ)層特征
1.2.2　中國煤層氣的開采利用現(xiàn)狀
1.2.3　煤礦瓦斯抽放現(xiàn)狀及存在的問題
1.2.4　煤層氣強(qiáng)化抽放的方法分析
1.3　國外煤層氣資源概況及優(yōu)勢(shì)資源開發(fā)現(xiàn)狀
1.3.1　美國煤層氣的開發(fā)利用
1.3.2　獨(dú)聯(lián)體煤層氣的開發(fā)利用
1.3.3　英國煤層氣的開發(fā)利用
1.3.4　德國煤層氣的開發(fā)利用
1.3.5　澳大利亞煤層氣開發(fā)現(xiàn)狀
1.3.6　印度煤層氣的開發(fā)利用
1.3.7　加拿大及波蘭煤層氣的開發(fā)利用
第2章　瓦斯抽放及煤層氣開發(fā)的發(fā)展歷程
2.1　引言
2.2　鉆孔抽放煤層瓦斯
2.2.1　鉆孔周圍瓦斯流動(dòng)理論
2.2.2　平行鉆孔抽放瓦斯
2.2.3　交叉鉆孔抽放瓦斯
2.3　高位瓦斯抽放巷道
2.3.1　高位瓦斯抽放巷道技術(shù)
2.3.2　后偽高抽巷技術(shù)
2.4　煤層水力壓裂技術(shù)
2.4.1　水力壓裂技術(shù)的機(jī)理
2.4.2　水力壓裂的試驗(yàn)效果
2.5　多分支水平井技術(shù)
2.5.1　多分支水平井鉆井和完井工藝
2.5.2　多分支水平井的側(cè)鉆技術(shù)
2.5.3　多分支水平井的充氣欠平衡技術(shù)
2.5.4　煤層造洞穴技術(shù)
2.5.5　水平井與洞穴井的連通技術(shù)
2.5.6　工程實(shí)例
第3章　煤孔隙、裂隙結(jié)構(gòu)特征
3.1　煤孔隙分類
3.2　煤樣品的孔隙測(cè)量
3.2.1　壓汞法的基本原理
3.2.2　煤孔隙的分形特征
3.2.3　煤孔隙結(jié)構(gòu)分形維數(shù)計(jì)算
3.2.4　CT掃描測(cè)量煤體孔隙
3.3　煤孔徑分布與煤階關(guān)系
3.4　煤裂隙分類
3.4.1　內(nèi)生裂隙的成因及特征
3.4.2　外生裂隙的成因及特征
3.5　煤裂隙研究方法
3.5.1　單一裂隙參數(shù)
3.5.2　多裂隙參數(shù)
3.5.3　裂隙的分形描述及意義
3.6　煤裂隙與煤體滲透性關(guān)系
3.6.1　煤體的滲透性測(cè)定
3.6.2　煤體的滲透性與裂隙分形維數(shù)的關(guān)系
3.6.3　裂隙巖體滲透性的各向異性
3.7　煤化程度與煤的物理性質(zhì)
3.7.1　煤的宏觀組成
3.7.2　煤的顯微硬度與煤的宏觀強(qiáng)度
第4章　煤層瓦斯賦存與運(yùn)移的基本理論
4.1　煤層瓦斯的賦存方式
4.1.1　煤體表面的吸附作用
4.1.2　煤體表面的物理吸附模型
4.2　煤層瓦斯運(yùn)移的滲流理論
4.2.1　達(dá)西定律
4.2.2　滲透系數(shù)
4.2.3　滲透系數(shù)的測(cè)量
4.2.4　達(dá)西定律的適用范圍
4.3　煤層瓦斯運(yùn)移的擴(kuò)散理論
4.4　煤層瓦斯運(yùn)移與煤層變形
4.5　均質(zhì)煤體的固流耦合理論
4.5.1　煤體瓦斯氣體耦合理論的基本假設(shè)
4.5.2　煤體瓦斯氣體耦合理論的基本方程
第5章　低滲透煤層的改性機(jī)理與實(shí)驗(yàn)
5.1　非均質(zhì)煤體的逾滲理論
5.1.1　多孔介質(zhì)的逾滲現(xiàn)象
5.1.2　多孔介質(zhì)的逾滲研究方法
5.1.3　基于顯微CT觀測(cè)的煤體逾滲研究方法
5.1.4　煤巖體的非均質(zhì)性與逾滲閾值的關(guān)系
5.2　低滲透煤儲(chǔ)層的改性理論
5.2.1　三維地層壓力與煤儲(chǔ)層滲透性的關(guān)系
5.2.2　水力壓裂技術(shù)對(duì)低滲透煤層改造的局限性
5.2.3　改造低滲透煤層的有效途徑
5.3　強(qiáng)化瓦斯抽放大型固氣耦合實(shí)驗(yàn)
5.3.1　實(shí)驗(yàn)主要設(shè)備與方法
5.3.2　實(shí)驗(yàn)煤樣的采集與加工
5.3.3　試驗(yàn)現(xiàn)象及其分析
5.4　瓦斯排放規(guī)律及其對(duì)煤體應(yīng)力的影響
5.4.1　瓦斯排放量變化規(guī)律
5.4.2　瓦斯排放速度變化規(guī)律
5.4.3　瓦斯排放過程中煤體瓦斯壓力的變化規(guī)律
5.4.4　瓦斯排放過程中煤體應(yīng)力的變化規(guī)律
5.4.5　煤體有效應(yīng)力系數(shù)的變化規(guī)律
第6章　低滲透煤層非均質(zhì)固氣耦合理論及數(shù)值模擬
6.1　非均質(zhì)材料的破壞準(zhǔn)則
6.1.1　煤體強(qiáng)度與滲透系數(shù)的隨機(jī)非均勻性
6.1.2　非均質(zhì)材料的破壞準(zhǔn)則及其塑性分析
6.2　孔隙裂隙雙重介質(zhì)中瓦斯流動(dòng)理論
6.3　非均質(zhì)煤巖體的固氣耦合數(shù)學(xué)模型
6.3.1　非均質(zhì)固氣耦合的基本方程
6.3.2　非均質(zhì)固氣耦合的數(shù)值解法
6.4　鉆孔瓦斯抽放非均質(zhì)固氣耦合數(shù)值模擬
6.4.1　模型簡化及計(jì)算方案
6.4.2　滲透系數(shù)的非均質(zhì)參數(shù)對(duì)瓦斯抽放量的影響規(guī)律
6.4.3　強(qiáng)度非均質(zhì)參數(shù)對(duì)瓦斯抽放量的影響規(guī)律
6.5　水力割縫瓦斯抽放非均質(zhì)固氣耦合數(shù)值模擬
6.5.1　數(shù)值計(jì)算力學(xué)模型
6.5.2　割縫區(qū)煤體卸壓范圍分析
6.5.3　割縫區(qū)的煤體破裂規(guī)律
6.5.4　割縫區(qū)的瓦斯抽放效果分析
6.6　水力割縫區(qū)瓦斯流動(dòng)規(guī)律
6.6.1　水力割縫瓦斯抽放中瓦斯壓力及流速變化規(guī)律
6.6.2　割縫長度對(duì)瓦斯排放速度的影響規(guī)律
6.6.3　割縫及鉆孔的瓦斯累計(jì)抽放量與抽放率的比較
6.6.4　煤層埋深對(duì)瓦斯排放速度的影響
第7章　水力割縫強(qiáng)化瓦斯抽放技術(shù)
7.1　礦用水射流連續(xù)推進(jìn)鉆機(jī)
7.2　水射流鉆孔割縫中試試驗(yàn)
7.2.1　水力割縫的實(shí)驗(yàn)室中試試驗(yàn)
7.2.2　水力割縫的井下實(shí)施方案
7.3　水力割縫強(qiáng)化瓦斯抽放工業(yè)性試驗(yàn)
7.3.1　試驗(yàn)工作面簡介
7.3.2　試驗(yàn)區(qū)煤層的地質(zhì)狀況
7.3.3　水力割縫及測(cè)試技術(shù)
7.4　水力割縫抽放瓦斯測(cè)試結(jié)果
7.4.1　水力割縫抽放瓦斯實(shí)驗(yàn)結(jié)果
7.4.2　水力割縫強(qiáng)化抽放的效果分析
參考文獻(xiàn)