內容介紹
內容提要含瓦斯煤岩是由氣體―吸附層―固體組成的三相介質。煤與瓦斯突出
是一種含瓦斯煤岩的災害動力現象。本書用新興交叉學科的理論和方法，深
入系統地研究了含瓦斯煤岩和混凝土在變形破壞過程中產生的電磁輻射及
其對瓦斯吸附放散的影響，在此基礎上提出了煤與瓦斯突出的流變電磁輻
射模型。在大型模型巷道實驗的基礎上詳細地討論了斷裂電磁輻射記憶效
應的機理及其套用。在實驗室實驗和現場實驗的基礎上，提出了含瓦斯煤岩
破壞和突出預測的電磁輻射指標，討論了含瓦斯煤岩電磁輻射和瓦斯吸附
放散電磁效應在突出等災害防治、突出監測和瓦斯抽放等方面的套用。
本書可供從事含孔隙流體煤岩性態和煤岩災害動力現象研究的科技工
作者、研究生、本科生及礦山安全科技人員參考使用。
作者介紹
作者簡介何學秋博士，男，漢族，
中國礦業大學安全工程學
教授，國家政府特殊津貼獲
得者。1961年8月出生於
遼寧省燈塔縣。1982年畢
業於阜新礦業學院，獲學士
學位；1985年畢業於中國
礦業學院北京研究生部，獲
安全技術及工程碩士學位；
1990年畢業於中國礦業大
學，獲安全技術及工程博士
學位。1993年晉升為副教
授；1994年破格晉升為教
授。曾獲國家自然科學獎、
霍英東教育基金獎、煤炭科
技進步獎和煤炭系統青年
科技標兵等多項獎勵。曾赴
波蘭、澳大利亞和日本合作
科研和參加國際學術會議。
在國內外學術刊物和會議
發表論文40餘篇。主要研
究領域為安全環境工程，含
孔隙流體煤岩混凝土災害
動力學，礦山安全工程。
作者簡介
劉明舉博士，男，漢族，
副教授。1964年1月出生於
河南省桐柏縣。1985年畢業
於焦作礦業學院，獲學士學
位；1988年畢業於焦作礦業
學院，獲安全技術及工程碩
士學位；1994年畢業於中國
礦業大學獲安全技術及工程
博士學位。在國內外學術刊
物和會議發表論文20餘篇。
主要研究領域為安全環境工
程，含孔隙流體煤岩混泥土
災害動力學，礦山安全工程。
作品目錄
目錄前言
Abstract
1 緒論
1.1 煤與瓦斯突出機理研究綜述
1.1.1 單因素假說階段
1.1.2 綜合假說階段
1.1.3 煤與瓦斯突出的流變機理
1.2 煤與瓦斯突出預測研究現狀
1.2.1 煤與瓦斯突出區域預測
1.2.2 工作面瓦斯突出預測
1.3 岩石斷裂電磁輻射的研究現狀
1.4 本書研究的內容
1.4.1 研究的目的和意義
1.4.2 研究內容
2 斷裂電磁輻射和瓦斯吸附放散電磁效應的實驗研究
2.1 引言
2.2 斷裂電磁輻射的實驗研究
2.2.1 實驗樣品及其製備方法
2.2.2 實驗系統和實驗方法
2.3 斷裂電磁輻射的實驗結果與分析
2.3.1 實驗的主要結果
2.3.2 電磁輻射與聲發射及載荷的關係
2.3.3 電磁輻射與孔隙氣體的關係
2.4 溫度對斷裂電磁輻射的影響
2.5 非平衡態瓦斯對電磁輻射的影響
2.5.1 非平衡態瓦斯影響的實驗結果
2.5.2 非平衡態瓦斯影響的機理分析
2.6 瓦斯吸附放散電磁效應的實驗研究
2.6.1 實驗方法
2.6.2 實驗結果與分析
2.7 小結
3 含瓦斯煤的破壞機理
3.1 引言
3.2 含瓦斯煤破壞斷口的SEM研究
3.2.1 含瓦斯煤破壞斷口的SEM實驗研究
3.2.2 含瓦斯煤的微觀斷裂機理
3.3 自由瓦斯引起的非Terzaghi效應
3.3.1 裂紋開張時的非Terzaghi效應
3.3.2 裂紋閉合時的非Terzaghi效應
3.4 吸附瓦斯引起的非Terzaghi效應
3.4.1 前人所做的工作
3.4.2 吸附瓦斯對強度影響的修正Griffith理論
3.4.3 吸附瓦斯非Terzaghi效應的表面能降低理論
3.4.4 吸附瓦斯引起的非Terzaghi效應的電磁理論
3.5 小結
4 斷裂電磁輻射機理
4.1 引言
4.2 斷裂輻射機理研究評述
4.2.1 粒子輻射機理研究
4.2.2 光輻射研究
4.2.3 聲發射研究
4.3 煤的大分子結構模型及其斷裂模式
4.3.1 煤的大分子結構模型
4.3.2 煤的斷裂模式
4.4 含瓦斯煤岩的斷裂輻射機理
4.4.1 光輻射機理
4.4.2 粒子輻射機理
4.4.3 電磁輻射機理研究
4.4.4 斷裂輻射的統一模型
4.5 孔隙氣體對斷裂電磁輻射的影響
4.5.1 裂隙形成擴展時孔隙氣體吸附的動態模型
4.5.2 孔隙氣體對斷裂電磁輻射影響的唯象模型
4.6 小結
5 瓦斯吸附放散電磁效應機理
5.1 引言
5.2 電磁場對瓦斯吸附放散影響的機理
5.2.1 瓦斯吸附的本質及其影響因素
5.2.2 電介質損耗和溫度
5.2.3 電磁場對煤表面吸附勢阱的影響
5.2.4 電磁場對瓦斯吸附的影響機理
5.2.5 電磁場對瓦斯吸附影響的定量計算
5.3 電磁場對瓦斯放散影響的機理
5.3.1 瓦斯放散的動態過程
5.3.2 瓦斯氣體分子的擴散模型
5.3.3 電磁場對瓦斯放散的作用模式
5.4 小結
6 斷裂電磁輻射的Kaiser效應
6.1 引言
6.2 岩石的記憶與凱薩效應
6.3 斷裂電磁輻射的大型模擬巷道實驗研究
6.3.1 實驗設備與模型製作
6.3.2 模型的載入與斷裂電磁輻射測量
6.3.3 模型巷道的變形破壞過程
6.3.4 電磁輻射的實驗結果
6.4 煤岩斷裂輻射的Kaiser效應機理
6.4.1 記憶效應的熱力學分析
6.4.2 岩石的記憶結構
6.4.3 斷裂輻射Kaiser效應機理
6.5 斷裂輻射Kaiser效應應力測量的測不準原理
及套用
6.6 小結
7 煤與瓦斯突出的流變電磁輻射模型
7.1 引言
7.2 突出現象的一般規律
7.3 煤與瓦斯突出的能量來源
7.4 煤與瓦斯突出過程中能量交換的熱力學模型
7.4.1 瓦斯膨脹能的計算
7.4.2 多變過程指數
7.5 煤與瓦斯突出過程中的溫度變化
7.5.1 溫度變化的理論分析
7.5.2 溫度變化的實驗結果
7.6 煤與瓦斯突出的流變電磁輻射模型
7.6.1 突出的準備
7.6.2 突出的發動
7.6.3 突出的發展
7.6.4 突出的結束
7.6.5 採掘工作面的突出過程
7.7 小結
8 斷裂電磁輻射在煤與瓦斯突出預測中的套用
8.1 引言
8.2 採掘工作面突出預測的電磁輻射指標
8.2.1 實驗礦井的瓦斯地質概況
8.2.2 實驗儀器與實驗研究方法
8.2.3 實驗結果與分析
8.2.4 突出預測預報的電磁輻射指標
8.2.5 電磁輻射預測突出的原理
8.3 煤與瓦斯突出的電磁輻射監測展望
8.3.1 突出電磁輻射監測的基本原理及可行性
8.3.2 今後的研究課題
8.4 瓦斯吸附放散電磁效應的套用展望
8.4.1 提高瓦斯抽放率的新途徑
8.4.2 突出防治的新對策
8.5 小結
9 主要結論
參考文獻
