低滲透媒層瓦斯強化抽采理論及應用（簡體書）

本書系統論述了低滲透煤層的煤層氣開采、抽放理論與技術。全書共分為七章，分別從低滲透煤層的分布、形成機理、研究方法、開采工藝等方面對低滲透煤層的煤層氣進行了詳細的分析。其中：第1章介紹了煤層氣的生成與儲存特征，并總結了全世界主要產煤國的煤層氣開采現狀；第2章詳細介紹了瓦斯抽放及煤層氣開發的技術發展歷程以及目前常用的抽放技術；第3章介紹了煤中孔隙、裂隙的成因、特征及其研究方法；第4章詳細介紹了瓦斯賦存的朗繆爾吸附定律、運移所遵循的菲克擴散規律及達西滲流定律、固體變形的胡克定律及其與變形滲流相關的固流耦合理論等基本規律；第5章詳細介紹了低滲透煤體的大型三維固氣耦合室內實驗研究方法與結果，分析了影響煤體滲透率的幾個重要因素及非均質模型的數值解法；第6章詳細介紹了低滲透煤層的非均質模型的數值解法及數值計算的結果分析；第7章介紹了水力割縫強化瓦斯抽放技術在潞安礦區五陽煤礦的工業性試驗的情況。 本書內容豐富，資料充實。從瓦斯賦存與運移、煤體變形的基礎理論，大煤樣的室內瓦斯抽放與割縫試驗，模擬瓦斯流動的數值試驗，及水力割縫強化瓦斯抽放的大型實驗室中試驗和現場工業性試驗等方面對低滲透煤層的煤層氣開采進行了詳細的研究。本書可供采煤專業及煤層氣開采專業方面的生產單位及相關科研部門、大專院校的研究人員、師生和管理者參考。

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層特征
1.2.2　中國煤層氣的開采利用現狀
1.2.3　煤礦瓦斯抽放現狀及存在的問題
1.2.4　煤層氣強化抽放的方法分析
1.3　國外煤層氣資源概況及優勢資源開發現狀
1.3.1　美國煤層氣的開發利用
1.3.2　獨聯體煤層氣的開發利用
1.3.3　英國煤層氣的開發利用
1.3.4　德國煤層氣的開發利用
1.3.5　澳大利亞煤層氣開發現狀
1.3.6　印度煤層氣的開發利用
1.3.7　加拿大及波蘭煤層氣的開發利用
第2章　瓦斯抽放及煤層氣開發的發展歷程
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
2.3.2　后偽高抽巷技術
2.4　煤層水力壓裂技術
2.4.1　水力壓裂技術的機理
2.4.2　水力壓裂的試驗效果
2.5　多分支水平井技術
2.5.1　多分支水平井鉆井和完井工藝
2.5.2　多分支水平井的側鉆技術
2.5.3　多分支水平井的充氣欠平衡技術
2.5.4　煤層造洞穴技術
2.5.5　水平井與洞穴井的連通技術
2.5.6　工程實例
第3章　煤孔隙、裂隙結構特征
3.1　煤孔隙分類
3.2　煤樣品的孔隙測量
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　煤孔隙結構分形維數計算
3.2.4　CT掃描測量煤體孔隙
3.3　煤孔徑分布與煤階關系
3.4　煤裂隙分類
3.4.1　內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
3.5.2　多裂隙參數
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系
3.6.1　煤體的滲透性測定
3.6.2　煤體的滲透性與裂隙分形維數的關系
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
3.7.1　煤的宏觀組成
3.7.2　煤的顯微硬度與煤的宏觀強度
第4章　煤層瓦斯賦存與運移的基本理論
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　煤層瓦斯運移的滲流理論
4.2.1　達西定律
4.2.2　滲透系數
4.2.3　滲透系數的測量
4.2.4　達西定律的適用范圍
4.3　煤層瓦斯運移的擴散理論
4.4　煤層瓦斯運移與煤層變形
4.5　均質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
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理與實驗
5.1　非均質煤體的逾滲理論
5.1.1　多孔介質的逾滲現象
5.1.2　多孔介質的逾滲研究方法
5.1.3　基于顯微CT觀測的煤體逾滲研究方法
5.1.4　煤巖體的非均質性與逾滲閾值的關系
5.2　低滲透煤儲層的改性理論
5.2.1　三維地層壓力與煤儲層滲透性的關系
5.2.2　水力壓裂技術對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　強化瓦斯抽放大型固氣耦合實驗
5.3.1　實驗主要設備與方法
5.3.2　實驗煤樣的采集與加工
5.3.3　試驗現象及其分析
5.4　瓦斯排放規律及其對煤體應力的影響
5.4.1　瓦斯排放量變化規律
5.4.2　瓦斯排放速度變化規律
5.4.3　瓦斯排放過程中煤體瓦斯壓力的變化規律
5.4.4　瓦斯排放過程中煤體應力的變化規律
5.4.5　煤體有效應力系數的變化規律
第6章　低滲透煤層非均質固氣耦合理論及數值模擬
6.1　非均質材料的破壞準則
6.1.1　煤體強度與滲透系數的隨機非均勻性
6.1.2　非均質材料的破壞準則及其塑性分析
6.2　孔隙裂隙雙重介質中瓦斯流動理論
6.3　非均質煤巖體的固氣耦合數學模型
6.3.1　非均質固氣耦合的基本方程
6.3.2　非均質固氣耦合的數值解法
6.4　鉆孔瓦斯抽放非均質固氣耦合數值模擬
6.4.1　模型簡化及計算方案
6.4.2　滲透系數的非均質參數對瓦斯抽放量的影響規律
6.4.3　強度非均質參數對瓦斯抽放量的影響規律
6.5　水力割縫瓦斯抽放非均質固氣耦合數值模擬
6.5.1　數值計算力學模型
6.5.2　割縫區煤體卸壓范圍分析
6.5.3　割縫區的煤體破裂規律
6.5.4　割縫區的瓦斯抽放效果分析
6.6　水力割縫區瓦斯流動規律
6.6.1　水力割縫瓦斯抽放中瓦斯壓力及流速變化規律
6.6.2　割縫長度對瓦斯排放速度的影響規律
6.6.3　割縫及鉆孔的瓦斯累計抽放量與抽放率的比較
6.6.4　煤層埋深對瓦斯排放速度的影響
第7章　水力割縫強化瓦斯抽放技術
7.1　礦用水射流連續推進鉆機
7.2　水射流鉆孔割縫中試試驗
7.2.1　水力割縫的實驗室中試試驗
7.2.2　水力割縫的井下實施方案
7.3　水力割縫強化瓦斯抽放工業性試驗
7.3.1　試驗工作面簡介
7.3.2　試驗區煤層的地質狀況
7.3.3　水力割縫及測試技術
7.4　水力割縫抽放瓦斯測試結果
7.4.1　水力割縫抽放瓦斯實驗結果
7.4.2　水力割縫強化抽放的效果分析
參考文獻