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| 編輯推薦： |
1.以注热强化煤层瓦斯抽采技术为研究目标，细观研究与宏观实验研究相结合、理论研究与数值模拟研究相结合
2.图、表、公式丰富，逻辑清晰
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| 內容簡介： |
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煤层瓦斯注热开采的理论与方法一直是煤矿安全工程和岩土工程领域研究的难点，涉及煤体微观变形，瓦斯解吸，煤体温度场、应力场以及水和瓦斯渗流场耦合等理论问题。本书主要开展注热强化煤层瓦斯抽采的细观机理与理论研究工作，采用细观与宏观实验、理论分析与数值模拟相结合的方法，对煤层瓦斯赋存与运移的规律进行细致翔实的介绍，对揭示含瓦斯煤层“压裂—注热—渐进解吸瓦斯”过程的规律具有科学意义，能够为注热开采煤层瓦斯和瓦斯灾害防治工程提供技术支撑和理论指导。本书适合煤层瓦斯热采及瓦斯灾害防治工程技术人员以及研究人员、大中专院校相关专业师生阅读参考。
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| 目錄：
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第1章绪论001
1.1注热强化煤层瓦斯抽采背景简介002
1.2相关理论的发展现状003
1.2.1煤体瓦斯吸附解吸理论003
1.2.2煤体瓦斯渗流理论006
1.2.3耦合作用下瓦斯渗流理论009
1.3本书内容简介013
1.3.1主要内容013
1.3.2关键技术015
参考文献016
第2章注热强化煤样瓦斯解吸025
2.1注热强化煤粉瓦斯吸附解吸027
2.1.1实验方案027
2.1.2实验结果与分析030
2.2注热强化块煤样瓦斯吸附解吸033
2.2.1实验方案033
2.2.2实验结果与分析035
2.3瓦斯吸附解吸对煤样的变形影响037
2.3.1实验方案037
2.3.2实验结果及分析038
2.4本章小结041
参考文献042
第3章注热强化煤岩孔隙演变045
3.1随温度作用的煤岩孔隙特征统计分析047
3.1.1随温度作用的煤岩孔隙特征细观统计分析原理048
3.1.2贫煤试件统计分析049
3.1.3花岗岩试件统计分析051
3.1.4细砂岩试件统计分析052
3.1.5石灰岩试件统计分析053
3.1.6焦煤试件统计分析053
3.2随温度作用煤岩特征孔隙团大小及形状变化分析054
3.2.1贫煤试件特征孔隙团分析055
3.2.2花岗岩试件特征孔隙团分析057
3.2.3细砂岩试件特征孔隙团分析058
3.2.4石灰岩试件特征孔隙团分析060
3.2.5焦煤试件特征孔隙团分析061
3.3煤岩孔隙细观结构随温度增加演变规律063
3.4本章小结065
参考文献066
第4章注热强化煤岩细观结构演变069
4.1随温度作用煤岩CT扫描细观统计分析071
4.1.1实验方案071
4.1.2分析原理072
4.1.3褐煤试样统计分析073
4.1.4瘦煤试样统计分析077
4.1.5无烟煤试样统计分析081
4.2随温度作用煤岩CT扫描特征孔隙团大小变化分析084
4.2.1分析原理084
4.2.2褐煤CT扫描实验086
4.2.3瘦煤CT扫描实验086
4.2.4无烟煤CT扫描实验088
4.3本章小结090
参考文献091
第5章注热强化瓦斯抽采的固流热耦合数学模型093
5.1固流热耦合数学模型建立094
5.1.1注热强化煤层瓦斯开采机理分析094
5.1.2基本假设095
5.1.3瓦斯渗流方程098
5.1.4水渗流控制方程100
5.1.5温度场控制方程101
5.1.6煤岩体变形方程102
5.2注热强化瓦斯抽采的热-流-固耦合数学模型103
5.2.1数学模型方程组建立103
5.2.2数学模型分析104
5.3本章小结106
第6章注热强化煤层瓦斯抽采数值模拟计算109
6.1数值解法分析110
6.1.1瓦斯渗流方程的线性近似110
6.1.2瓦斯渗流方程的泛函及离散112
6.1.3传热方程的泛函及离散113
6.1.4固体变形方程的泛函及离散114
6.2实验区概况及计算模型简化115
6.2.1实验区概况115
6.2.2计算模型简化115
6.2.3数值实验117
6.2.4随注热进行煤体温度场变化的规律117
6.2.5吸附态瓦斯含量变化规律118
6.2.6瓦斯总含量变化规律120
6.2.7煤层瓦斯孔隙压随注热过程的变化规律121
6.2.8煤层体积应力变化规律123
6.3本章小结124
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| 內容試閱：
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近年来，干热岩地热资源、油页岩油气资源、致密油藏稠油资源等一众新资源的开发受到了国家的广泛重视，此类资源开采将普遍采用地下原位注热的技术。在煤矿瓦斯开采的技术理论方面，煤层瓦斯解吸及注热开采的理论与方法一直是煤矿安全工程和岩土工程领域研究的热点和难点，涉及煤体微观变形，瓦斯解吸，煤体温度场、应力场以及水和瓦斯渗流场耦合等理论问题。开展注热强化煤层瓦斯抽采的细观机理与理论研究工作，有利于掌握含瓦斯煤层“压裂—注热—渐进解吸瓦斯”的过程及科学规律，能够为注热开采煤层瓦斯和瓦斯灾害防治工程提供技术支撑和理论指导。本书以注热强化煤层瓦斯抽采技术为研究目标，采用细观与宏观实验、理论分析与数值模拟相结合的方法，对煤层瓦斯赋存与运移的规律进行细致翔实的介绍，主要包含以下几方面的工作。
煤体在瓦斯吸附解吸过程中会发生形变，这种随着吸附瓦斯量变化的吸附膨胀效应会对煤体的渗透率产生很大的影响。考虑温度对瓦斯吸附解吸的影响，借助可变温的瓦斯吸附常数测定仪研究温度作用对煤样吸附常数影响；利用自制的煤样瓦斯吸附装置测定高温下瓦斯吸附解吸特性，从高温瓦斯解吸的角度，进一步论证了煤层瓦斯吸附解吸的规律。
煤岩温度的变化往往伴随煤体骨架的热膨胀、进而导致固体应力场发生变化，导致大量裂纹裂隙的产生、扩展、汇集与贯通。通过实时在线加热观测煤样薄片孔隙演化过程，分析受温度影响煤体渗透率变化的规律，研究煤岩细观结构演化规律，可以有效反映试件内部结构变化程度，结合与渗透率的关系，分析渗透率变化的微观机理。
煤体的压裂—注热强化瓦斯抽采过程涉及煤体应力场、水和瓦斯渗流场以及对流传热温度场的耦合作用、场之间的物理作用过程，以及瓦斯气体的吸附解吸物理化学过程。在理论方面，采用弹性力学、渗流力学、传热学、物理吸附等相关基础理论，分析了煤体骨架应力场、温度场、瓦斯渗流场与瓦斯吸附解吸过程之间相互作用及制约的复杂关系，阐明在水渗流场引导下，温度场的分布与演化规律，进而影响瓦斯吸附解吸过程导致瓦斯渗流场重新分布的作用规律；分析固体应力场与水渗流场、温度场、瓦斯吸附解吸及瓦斯渗流的耦合作用机理。在此基础上建立了注热强化煤层瓦斯抽采的固-流-热耦合数学模型，该模型包含各种反映耦合作用规律的控制方程，各物理场演化的控制方程、源汇项以及初边值条件的处理等，对注热瓦斯开采技术理论的发展具有一定的推动作用。
后，将数学模型中各控制方程看做四大系统，进行耦合求解。对煤层气渗流方程作线性近似处理，通过相应的泛函方程得到煤层气渗流方程的离散方程，水渗流方程、温度场控制方程和煤岩体变形方程均进行相应处理，解算时，沿时间序列多物理场独立与迭代耦合计算相结合进行求解。本书以西山煤田古交矿区屯兰煤矿为实验井田，模拟计算温度场、瓦斯渗流场、固体应力场的分布情况，分析计算煤层瓦斯含量随温度的变化情况，研究了注热井设置、注热温度、注水压力、抽采负压等条件对抽采效果的影响等，对西山煤田古交矿区屯兰煤矿后期瓦斯注热开采工程方案的实施具有指导意义，同时，在验证方案可行的基础上，对注热强化瓦斯开采工艺的推广具有一定指导意义。
为了方便读者对实验的图形图像有更直观的理解，我们把全书的彩图汇总归纳，制作成二维码，放于封底，有兴趣的读者可扫码查看。
本书由太原科技大学谢建林著。受学识所限，书中难免有不足之处，欢迎各位读者批评指正！
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