非均質巖體熱力耦合理論與煤炭地下氣化通道穩(wěn)定性

第1章 緒論
1.1 煤炭地下氣化現(xiàn)狀
1.1.1 煤炭地下氣化發(fā)展歷程
1.1.2 煤炭地下氣化通道穩(wěn)定性
1.2 巖石高溫物理力學特性
1.2.1 巖石的高溫特性
1.2.2 煤的高溫特性
1.2.3 簡要評述
1.3 熱力耦合理論
1.4 需要研究的內容
1.4.1 實驗研究
1.4.2 理論研究
1.4.3 數(shù)值模擬與數(shù)值試驗研究
第2章 600℃20MN伺服控制高溫高壓巖體三軸試驗機
2.1 概述
2.1.1 主要功能
2.1.2 主要技術參數(shù)
2.2 設備的構成
2.2.1 主機加載系統(tǒng)
2.2.2 高溫三軸壓力室及溫控系統(tǒng)
2.2.3 輔機裝料系統(tǒng)
2.2.4 測試系統(tǒng)
2.3 設備研制中的關鍵技術
2.3.1 加熱元件
2.3.2 密封與絕緣
2.4 設備的操作程序
第3章 高溫及三軸應力下巖石物理力學特性
3.1 引言
3.1.1 高溫及三軸應力下巖石的物理力學性質實驗
3.1.2 巖體表征體積單元與大尺寸試樣實驗
3.2 實驗材料與方法
3.2.1 實驗試樣采集及其制備
3.2.2 實驗步驟
3.2.3 三軸實驗彈性模量的計算
3.3 高溫及三軸應力下巖石物理力學特性
3.3.1 高溫及三軸應力下煤巖的變形特征
3.3.2 高溫及三軸應力下煤巖的熱破裂特征
3.3.3 高溫及三軸應力下煤巖的物理力學性質
3.3.4 對煤巖高溫特性的討論
第4章 煤炭地下氣化采場圍巖熱力耦合理論
4.1 引言
4.2 數(shù)學模型的建立
4.2.1 基本假設
4.2.2 巖體溫度場控制方程
4.2.3 巖體變形控制方程
4.2.4 巖體熱力耦合數(shù)學模型
4.3 巖體熱力耦合數(shù)學模型的數(shù)值解法
4.3.1 巖體熱傳導控制方程的離散
4.3.2 巖體變形控制方程的泛函及其離散
4.4 耦合數(shù)學模型的有限元分析
4.5 專用模擬程序的編制
第5章 煤炭地下氣化采場圍巖溫度場演化規(guī)律
5.1 引言
5.2 影響采場圍巖溫度場分布的因素
5.2.1 技術因素
5.2.2 巖體熱物理性質因素
5.2.3 地質因素
5.3 模擬方法
5.3.1 專用模擬程序的編制
5.3.2 模擬模型的建立
5.3.3 煤巖體熱物理參數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
5.3.4 氣化采場的移動速率
5.4 煤炭地下氣化采場圍巖溫度場演化規(guī)律
5.4.1 溫度場的總體分布特征
5.4.2 溫度場動態(tài)變化規(guī)律
5.4.3 燃燒過程的討論
第6章 煤炭地下氣化采場熱礦山壓力顯現(xiàn)特征
6.1 地下氣化通道圍巖穩(wěn)定性問題
6.2 影響氣化通道圍巖穩(wěn)定的因素
6.3 數(shù)值模擬方法
6.3.1 模擬模型的建立
6.3.2 煤巖體物理力學參數(shù)隨溫度的變化規(guī)律
6.3.3 煤巖物理力學參數(shù)
6.4 煤炭地下氣化采場熱礦山壓力顯現(xiàn)特征
6.4.1 氣化采場圍巖變形破壞特征
6.4.2 氣化采場前方支承壓力分布特征
6.4.3 氣化采場熱礦山壓力顯現(xiàn)特征的討論
第7章 煤炭地下氣化采場前方煤體熱破裂機理與規(guī)律
7.1 引言
7.2 煤體的非均質性與熱破裂
7.2.1 煤體結構的非均質性
7.2.2 巖石的熱破裂
7.2.3 煤體的熱破裂
7.3 非均質巖體熱力耦合作用數(shù)學模型及其數(shù)值解法
7.3.1 基本假設和物理力學基礎
7.3.2 三維隨機非均質巖體熱破裂數(shù)學模型
7.3.3 隨機非均質巖體熱破裂數(shù)學模型的數(shù)值解法
7.3.4 隨機概率分布
7.4 數(shù)值試驗方法
7.4.1 數(shù)值試驗模型
7.4.2 數(shù)值試驗方法
7.4.3 煤和巖石細觀單元的賦值
7.5 煤炭地下氣化采場前方煤體熱破裂機理和規(guī)律
7.5.1 煤的熱膨脹系數(shù)非均勻分布對熱破裂的影響
7.5.2 非均勻溫度場分布對熱破裂的影響
7.5.3 煤體熱破裂的討論
參考文獻