礦井災害多場耦合理論與防控技術

目錄
前言
第1章　緒論　1　
1.1　我國煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀與趨勢　1　
1.2　礦井災害防治理論　2　
1.2.1　礦井災害概述　2　
1.2.2　礦井瓦斯防治理論　3　
1.2.3　礦井火災防治理論　6　
1.2.4　礦井粉塵防治理論　8　
1.3　礦井災害防治技術　9　
1.3.1　礦井瓦斯防治技術　9　
1.3.2　礦井火災防治技術　11　
1.3.3　礦井粉塵防治技術　12　
1.4　礦井災害多場耦合理論現(xiàn)狀　14
參考文獻　15
第2章　礦井災害種類及形成　19　
2.1　礦井災害的種類19　
2.1.1　礦井瓦斯　19　
2.1.2　礦井火災　25　
2.1.3　礦井粉塵　29　
2.2　礦井災害的形成　33　
2.2.1　礦井瓦斯　33　
2.2.2　礦井火災　37　
2.2.3　礦井粉塵　46　
2.3　礦井災害的多場耦合特征　48　
2.3.1　礦井災害物理場的跨尺度特征　48　
2.3.2　礦井災害多場耦合的基本理論　51
參考文獻　54
第3章　礦井災害多場耦合理論　56　
3.1　控制方程體系　56　
3.1.1　煤巖裂隙滲流場控制方程　56　
3.1.2　煤巖巷道流體場控制方程　63　
3.1.3　煤巖應力場控制方程　65　
3.1.4　溫度場控制方程　68　
3.2　礦井災害耦合關系　71　
3.2.1　瓦斯災害氣-固-熱耦合機理　71　
3.2.2　自燃災害氣-固-熱耦合機理　72　
3.2.3　粉塵災害氣-固耦合機理　74　
3.3　礦井災害判別準則　75　
3.3.1　瓦斯災害判別準則　75　
3.3.2　自燃災害判別準則　81　
3.3.3　粉塵災害判別準則　85
參考文獻　87
第4章　瓦斯災害耦合理論分析與防控技術　89　
4.1　瓦斯災害多物理場特征　89　
4.1.1　地應力場　89　
4.1.2　采動裂隙場　90　
4.1.3　采空區(qū)氣體流動場　92　
4.1.4　瓦斯?jié)B流場　92　
4.1.5　瓦斯?jié)舛葓觥?3　
4.2　瓦斯災害耦合計算分析　95　
4.2.1　采動煤巖體卸壓瓦斯多場耦合計算　95　
4.2.2　煤層鉆孔瓦斯抽采多場耦合計算　104　
4.3　煤層瓦斯抽采的安全準則和效率準則　121　
4.3.1　煤層瓦斯抽采安全準則　123　
4.3.2　煤層瓦斯抽采效率準則　132　
4.4　地面采動鉆井高效抽采技術　139　
4.4.1　地面鉆井控制單一煤層卸壓瓦斯流場模式　140　
4.4.2　地面鉆井抽采被保護層卸壓瓦斯消突模式　150　
4.5　固相顆粒密封漏氣裂隙瓦斯抽采技術　163　
4.5.1　抽采鉆孔周邊煤巖裂隙區(qū)分布與滲流特性　164　
4.5.2　煤巖裂隙內(nèi)固相顆粒的堵塞行為　179　
4.5.3　固相顆粒密封漏氣裂隙裝備與技術工藝　192　
4.5.4　固相顆粒密封鉆孔漏氣裂隙工程應用　196　
4.6　脈動氣力壓裂煤層增透技術　198　
4.6.1　脈動氣力壓裂參數(shù)對煤體孔隙結構的影響　199　
4.6.2　脈動氣力壓裂煤層增透工業(yè)性試驗　208
參考文獻　221
第5章　自燃災害耦合理論分析與防控技術224　
5.1　自燃災害多物理場特征　224　
5.2　自燃災害耦合計算分析　225　
5.2.1　采空區(qū)自燃災害的多場耦合模型　225　
5.2.2　采空區(qū)煤自燃多場耦合模型的驗證　233　
5.2.3　采空區(qū)自燃與瓦斯共生災害多場耦合計算　236　
5.3　煤自燃與瓦斯耦合致災的判定準則　247　
5.3.1　煤自燃與瓦斯共生致災判定準則　247　
5.3.2　采空區(qū)瓦斯抽采流場及安全度演化　248　
5.4　煤自燃災害防控的液氮技術　264　
5.4.1　液氮防滅火概述　265　
5.4.2　跨尺度裂隙場內(nèi)液氮傳熱傳質(zhì)特性　266　
5.4.3　液氮防滅火關鍵技術及裝備　275　
5.4.4　復雜煤礦特大瓦斯燃爆事故處置　284　
5.4.5　千萬噸級礦井極易自燃煤層液氮防滅火　287　
5.4.6　煤礦空冷式液氮防滅火、降溫技術及工程應用　294
參考文獻　303
第6章　粉塵災害耦合理論分析與防控技術　305　
6.1　粉塵災害多物理場特征　305　
6.1.1　流場　305　
6.1.2　粉塵濃度場　306　
6.2　粉塵災害耦合計算分析　307　
6.2.1　氣固兩相流建模　307　
6.2.2　巷道粉塵顆粒受力機理　308　
6.2.3　巷道粉塵運移追蹤模型　311　
6.2.4　巷道粉塵運移的多場耦合計算　313　
6.2.5　掘進工作面全粒徑粉塵分布可視化技術　318　
6.3　粉塵災害防控技術330　
6.3.1　粉塵災害防控常用技術　330　
6.3.2　巷道干式過濾除塵技術　334
參考文獻　346
第7章　礦井災害多物理量監(jiān)測與預測　349　
7.1　多物理量監(jiān)測概述　349　
7.2　礦井災害多物理量監(jiān)測方法　351　
7.2.1　礦井通風監(jiān)測　351　
7.2.2　礦井瓦斯監(jiān)測　359　
7.2.3　礦井火災監(jiān)測　365　
7.2.4　礦井粉塵監(jiān)測　368　
7.3　礦井災害多物理量監(jiān)測大數(shù)據(jù)分析　373　
7.3.1　大數(shù)據(jù)分析技術特征　374　
7.3.2　大數(shù)據(jù)分析流程　374　
7.3.3　實例-工作面瓦斯涌出濃度趨勢預測方法　375
7.4　礦井災害多物理量監(jiān)測展望　383　
7.4.1　感知方法多樣化　384　
7.4.2　數(shù)據(jù)分析平臺化　385　
7.4.3　預測預警智能化　385
參考文獻　386