非均匀煤层的瓦斯赋存、流动特性与等效渗透率理论_赵洪宝著.pdf

内容简介本书针对卸压后、含夹矸层等条件下形成的不均匀煤层的瓦斯赋存与流动特性研究的需要，结合作者多年研究经验和对研究成果的总结，系统地介绍了煤层内瓦斯的赋存与流动特性、影响煤层瓦斯赋存状态与流动特性的因素、表征瓦斯赋存与流动特性的主要参数指标，以及一些根据作者及所带领团队多年进行研究所获得的科研成果。主要内容包括动力冲击对煤体内部微结构的影响、非均匀载荷对瓦斯钻孔周边煤体内部微结构造成的影响、卸压煤体内瓦斯放散与流动特性、含夹矸煤层的瓦斯放散与流动特性、不均匀煤层的等效渗透率理论等。本书可供从事采矿工程、安全工程、地质工程及石油工程等方面的工程技术人员、科研人员使用，也可作为高等院校相关专业的高年级硕士生博士生开展相关研究的参考用书。图书在版编目(CP)数据非均匀煤层的瓦斯赋存、流动特性与等效渗透率理论=Gas Occurrence,Flow Characteristics and Equivalent Permeability Theory of Non-uniformCoal Seam/赵洪宝著.一北京：科学出版社，2017.12ISBN978-7-03-055885-5I.非.赵.煤层-瓦斯赋存-研究煤层-流动特性研究IV.TD712中国版本图书馆CP数据核字(2017)第305533号责任编辑：刘翠娜/责任校对：桂伟利责任印制：张伟封面设计：无极书装辞学出底融出版北京东黄城根北街16号邮政编码：100717北东薄钱时修印制科技有限公司印感http:/書馆科学出版社发行各地新华书店经销米2017年12月第一版开本：72010001/162017年12月第一次印刷印张：201/4字数：400000定价：118.00元(如有印装质量问题，我社负责调换)前言随着我国国民经济的高速发展，对煤炭资源的需求急剧增加，导致煤炭年产量屡创新高，2014年更是达到了近40亿t。然而，高产能必须以高效的安全形势为基本保障。虽然地下煤炭开采过程所面临的“五大灾害”，即顶板灾害、瓦斯灾害、水害、火灾和粉尘灾害，在过去几年里发生的次数得到了极大降低且灾害造成的死亡人数也急剧下降，重特大灾害的发生得到了根本遏制，但瓦斯灾害在煤矿“五大灾害”中仍是一次导致死亡人数最多的灾害，且这一易于造成群死群伤的灾害发生时造成的社会影响非常恶劣，对煤炭工业产生的负面影响不可估量。在所有涉及瓦斯的灾害中，又以煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸对煤炭开采工作产生的影响最大。若煤层内含有夹矸层后，煤层的完整性将被破坏，煤层的非均匀性将增加，煤层在局部范围可能形成封闭结构而导致瓦斯局部积聚，这些变化将严重劣化这些非均匀煤层内瓦斯的赋存和流动特性，进而有可能增加煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸等涉及瓦斯灾害的发生。当瓦斯被作为一种能源时被称为煤层气，煤层气采收的关键科学问题主要包括气井（钻孔）影响半径和有效抽采时间，而煤储层含有夹矸层后产生的诸多变化，势必将劣化气井（钻孔）影响半径并缩短气井（钻孔）的有效抽采时间。因此，分析和研究因含夹矸层而导致非均匀性增加煤层的力学性质变化、受非均匀载荷时的力学性质变化、采收气井（钻孔）稳定性维护、非均匀煤层的瓦斯赋存与流动特性，建立非均匀煤层的渗透率估算模型，提出非均匀煤层的等效渗透率理论，越来越成为相关工作领域的重点和热点。本书的研究工作是在国家自然科学基金面上项目“动力扰动对卸压煤体内部微结构影响与增透机理研究”（项目编号：51474220）等科研项目的大力资助下完成的。本书内容上以煤层内含有夹矸层后将增加煤层非均匀性为基本假设，以煤层内含有夹矸层后煤层的非均匀性增加将严重影响其内部瓦斯的赋存与流动特性为前提，围绕由取自典型矿区煤试样和模拟材料共同构成的非均匀煤层开展了大量的相关基础研究，主要包括非均匀载荷作用下煤的力学性质演化、煤样内微结构演化、非均匀载荷对瓦斯抽采钻孔产生的影响、非均匀煤层的瓦斯放散特性和瓦斯流动特性等内容，并在试验研究结果分析和理论分析的基础上提出了非均匀煤层的等效渗透率理论和估算模型，这将从一定程度上揭示非均匀煤层的瓦斯赋存与流动特性及其渗透特性受到的影响规律。在本书的撰写过程中，通过参加国内外学术大会得到了广大业内前辈和同仁