含瓦斯煤层多参数实时监测及其应用研究
发布时间：2023-01-31 05:52
瓦斯灾害是影响煤矿安全生产的重大灾害，严重威胁着井下工作人员的生命安全及煤炭行业可持续发展。对于含瓦斯煤层，在开采过程中煤层瓦斯流场与应力场的动态耦合贯穿于瓦斯灾害演化的全过程。对含瓦斯煤层瓦斯压力、应力及温度等相关参数的实时监测有助于深入研究煤层瓦斯流场与应力场的动态耦合关系，为瓦斯灾害的防治工作提供技术支持。本文分析了煤层应力场对煤层瓦斯渗流和封存特征的影响机理；开发了含瓦斯煤层多参数实时监测系统；提出了含瓦斯煤层采动过程及瓦斯治理效果多参数实时监测方法，并进行了应用。 （1）分别从含瓦斯煤体弹性自调节综合效应、瓦斯低速渗流启动压力梯度和宏观应力场对孔隙裂隙闭合程度的控制三个方面分析了煤层应力场对煤层瓦斯渗流和封存特征的影响机理。阐述了煤层瓦斯流场的热力学效应，并分别从瓦斯渗流热传递和应力变化导致的热能转化两个角度分析了煤体温度变化机理。 （2）基于煤岩力电耦合机理，提出了电磁辐射技术确定本煤层封孔位置的方法，即通过测定本煤层监测钻孔不同深处的电磁辐射值来确定钻孔的应力集中带，进而确定合理的封孔位置。 （3）提出了采用高压胶囊配合封孔胶囊或注浆等封孔工艺密封...
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 煤与瓦斯突出研究现状
1.3 含瓦斯煤层参数监测技术研究现状
1.4 瓦斯流动理论研究现状
1.5 瓦斯抽放效果评价研究现状
1.6 存在的不足
1.7 研究内容及研究方法
2 煤层瓦斯流固热耦合机理分析
2.1 瓦斯层渗现象与启动压力梯度
2.2 煤层应力场对瓦斯渗流与封存特征的影响
2.3 煤层瓦斯流场的热力学分析
2.4 抽采对煤层瓦斯流场的影响
2.5 本章小结
3 含瓦斯煤层多参数监测原理
3.1 含瓦斯煤层多参数监测原理
3.2 本煤层监测钻孔封孔位置的电磁辐射确定技术方法
3.3 实时监测技术的影响因素分析
3.4 本章小结
4 含瓦斯煤层多参数实时监测技术及系统
4.1 含瓦斯煤层多参数实时监测技术
4.2 含瓦斯煤层多参数实时监测系统概述
4.3 含瓦斯煤层多参数实时监测装备研制
4.4 实时监测软件系统研制
4.5 含瓦斯煤层多参数实时监测方法
4.6 本章小结
5 监测指标及工程应用
5.1 实时监测指标
5.2 采动过程含瓦斯煤层多参数实时监测方法与应用
5.3 采动过程煤层参数的流变-突变特征分析
5.4 瓦斯治理效果实时监测方法
5.5 本章小结
6 全文总结、创新点及展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
附录
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤体瓦斯吸附渗流过程及声发射特性实验研究[J]. 马衍坤,王恩元,李忠辉,刘杰,杜泽生. 煤炭学报. 2012(04)
[2]煤层突出危险性的属性综合评价模型研究[J]. 马衍坤,王恩元,刘贞堂,陈鹏,史先奎. 采矿与安全工程学报. 2012(03)
[3]煤体瓦斯吸附与放散过程中的应力分析[J]. 李建楼,严家平,王来斌,王兴阵. 煤炭科学技术. 2011(07)
[4]本煤层瓦斯压力测定新技术研究[J]. 代志旭,郭明功. 煤炭科学技术. 2011(02)
[5]近距离煤层群条件下穿煤层瓦斯压力测定技术[J]. 杨洋,蒋承林,何明霞. 煤炭科学技术. 2011(02)
[6]成型煤样瓦斯渗流的实验研究[J]. 张东明,胡千庭,袁地镜. 煤炭学报. 2011(02)
[7]振动诱发煤与瓦斯突出的机理[J]. 李祥春,聂百胜,何学秋. 北京科技大学学报. 2011(02)
[8]气体渗流启动压力实验测试及应用[J]. 胡勇. 天然气工业. 2010(11)
[9]煤层瓦斯压力在线监测技术[J]. 武金宝,刘庆安. 煤炭科技. 2010(03)
[10]煤储层启动压力梯度的实验测定及意义[J]. 郭红玉,苏现波. 天然气工业. 2010(06)
博士论文
[1]煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D]. 魏风清.河南理工大学 2010
[2]煤层变形与瓦斯运移耦合系统动力学研究[D]. 孔海陵.中国矿业大学 2009
[3]煤与瓦斯突出微观机理的基础研究[D]. 陆卫东.辽宁工程技术大学 2009
[4]低渗透煤层煤层气注热增产机理的研究[D]. 杨新乐.辽宁工程技术大学 2009
[5]冲击地压电磁辐射前兆信息的时间序列数据挖掘及群体识别体系研究[D]. 刘晓斐.中国矿业大学 2008
[6]煤层应力状态及煤与瓦斯突出防治研究[D]. 张国辉.辽宁工程技术大学 2005
本文编号：3733763
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
Extended Abstract
目录
图清单
表清单
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 煤与瓦斯突出研究现状
1.3 含瓦斯煤层参数监测技术研究现状
1.4 瓦斯流动理论研究现状
1.5 瓦斯抽放效果评价研究现状
1.6 存在的不足
1.7 研究内容及研究方法
2 煤层瓦斯流固热耦合机理分析
2.1 瓦斯层渗现象与启动压力梯度
2.2 煤层应力场对瓦斯渗流与封存特征的影响
2.3 煤层瓦斯流场的热力学分析
2.4 抽采对煤层瓦斯流场的影响
2.5 本章小结
3 含瓦斯煤层多参数监测原理
3.1 含瓦斯煤层多参数监测原理
3.2 本煤层监测钻孔封孔位置的电磁辐射确定技术方法
3.3 实时监测技术的影响因素分析
3.4 本章小结
4 含瓦斯煤层多参数实时监测技术及系统
4.1 含瓦斯煤层多参数实时监测技术
4.2 含瓦斯煤层多参数实时监测系统概述
4.3 含瓦斯煤层多参数实时监测装备研制
4.4 实时监测软件系统研制
4.5 含瓦斯煤层多参数实时监测方法
4.6 本章小结
5 监测指标及工程应用
5.1 实时监测指标
5.2 采动过程含瓦斯煤层多参数实时监测方法与应用
5.3 采动过程煤层参数的流变-突变特征分析
5.4 瓦斯治理效果实时监测方法
5.5 本章小结
6 全文总结、创新点及展望
6.1 全文总结
6.2 创新点
6.3 展望
附录
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤体瓦斯吸附渗流过程及声发射特性实验研究[J]. 马衍坤,王恩元,李忠辉,刘杰,杜泽生. 煤炭学报. 2012(04)
[2]煤层突出危险性的属性综合评价模型研究[J]. 马衍坤,王恩元,刘贞堂,陈鹏,史先奎. 采矿与安全工程学报. 2012(03)
[3]煤体瓦斯吸附与放散过程中的应力分析[J]. 李建楼,严家平,王来斌,王兴阵. 煤炭科学技术. 2011(07)
[4]本煤层瓦斯压力测定新技术研究[J]. 代志旭,郭明功. 煤炭科学技术. 2011(02)
[5]近距离煤层群条件下穿煤层瓦斯压力测定技术[J]. 杨洋,蒋承林,何明霞. 煤炭科学技术. 2011(02)
[6]成型煤样瓦斯渗流的实验研究[J]. 张东明,胡千庭,袁地镜. 煤炭学报. 2011(02)
[7]振动诱发煤与瓦斯突出的机理[J]. 李祥春,聂百胜,何学秋. 北京科技大学学报. 2011(02)
[8]气体渗流启动压力实验测试及应用[J]. 胡勇. 天然气工业. 2010(11)
[9]煤层瓦斯压力在线监测技术[J]. 武金宝,刘庆安. 煤炭科技. 2010(03)
[10]煤储层启动压力梯度的实验测定及意义[J]. 郭红玉,苏现波. 天然气工业. 2010(06)
博士论文
[1]煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D]. 魏风清.河南理工大学 2010
[2]煤层变形与瓦斯运移耦合系统动力学研究[D]. 孔海陵.中国矿业大学 2009
[3]煤与瓦斯突出微观机理的基础研究[D]. 陆卫东.辽宁工程技术大学 2009
[4]低渗透煤层煤层气注热增产机理的研究[D]. 杨新乐.辽宁工程技术大学 2009
[5]冲击地压电磁辐射前兆信息的时间序列数据挖掘及群体识别体系研究[D]. 刘晓斐.中国矿业大学 2008
[6]煤层应力状态及煤与瓦斯突出防治研究[D]. 张国辉.辽宁工程技术大学 2005
本文编号：3733763
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