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1绪论
1.1引言
1.2煤与瓦斯突出的动力现象及特征
1.3我国煤与瓦斯突出的特点及其主要影响因素
1.3.1我国煤与瓦斯突出的特点
1.3.2影响煤与瓦斯突出的主要因素
1.4国内外煤与瓦斯突出机理研究现状
1.5本文的研究课题以及研究内容
1.5.1课题的提出
1.5.2研究内容与思路
2突出煤体的物理力学特性
2.1突出煤体的形成及结构特性
2.2突出煤体的渗透性
2.3煤体的吸附特性
2.4突出煤体的力学性质
2.4.1突出煤体的单轴压缩试验
2.4.2突出煤体在三轴载荷下的变形
2.5煤岩的破裂类型及微观破裂机制
2.6煤(岩)体的强度准则
2.7煤(岩)体内裂纹的扩展
3巷道周围突出煤体内应力分布规律的数值分析
3.1大型有限元分析系统ANSYS软件和计算分析方法
3.2掘进工作面的力学模型
3.2.1模型的设计原则
3.2.2掘进工作面力学模型的建立
3.2.3模型尺寸及单元划分
3.2.4边界条件
3.2.5煤岩材料的力学参数
3.3计算模型的观测点和观测线定义
3.3.1径向模型的观测点和观测线定义
3.3.2球向模型的观测线定义
3.4掘进工作面周围煤岩体内应力分布的数值模拟结果及分析
3.4.1掘进巷道开挖后径向模型的数值模拟结果
3.4.2掘进巷道推进过程中径向模型的数值模拟结果
3.4.3掘进巷道开挖后球向模型的数值模拟结果
3.4.4掘进头前方应力分布的影响因素
4突出发生的条件
4.1煤岩体内力和能量的传递
4.2煤层变形潜能
4.3瓦斯压力抛出煤的可能性
5 SPH前处理器的设计
5.1系统设计的方法、原则
5.2 SPH-PRE的分析设计
5.3系统设计
5.3.1 LS-DYNA关键字
5.3.2关键字文件的文件格式
5.3.3粒子生成模块的设计
5.3.4粒子处理模块的设计
5.3.5预览模块的设计
5.4 SPH-PRE的实现
5.4.1粒子生成模块的实现
5.4.2粒子处理模块的实现
5.4.3预览模块的实现
5.5人机界面
6煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出的数值模拟分析
6.1显式动力分析软件LS-DYNA
6.2数值模拟的基本原理
6.2.1 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)描述
6.2.2应力计算
6.2.3冲击波与人工黏性
6.3计算模型及边界条件
6.3.1计算模型
6.3.2边界条件
6.4数值模拟结果及分析
6.4.1煤与瓦斯突出过程及分析
6.4.2煤与瓦斯突出过程中的应力分布及分析
6.4.3内部弧形应力集中带的作用
6.4.4突出煤块质点的受力分析
6.4.5突出煤块质点的运动分析
6.5煤与瓦斯突出的“球壳失稳”机理的验证
7煤巷掘进过程中煤与瓦斯突出影响因素分析
7.1煤与瓦斯突出过程的描述
7.1.1软煤的暴露过程
7.1.2突出的发展过程
7.1.3突出的停止过程
7.2现场煤与瓦斯突出的影响因素
7.2.1突出的次数和强度随着开采深度加大而加大
7.2.2突出的次数和强度与煤层中软分层厚度的关系
7.2.3煤层中原始瓦斯压力与突出危险性的关系
7.2.4突出的危险性随着煤层的倾角增大而增加
7.2.5突出与地质构造的关系
7.2.6采掘形成的应力集中地区突出危险性剧增
7.2.7绝大多数突出发生在落煤时，尤其是在爆破时
7.2.8突出危险性随着煤层顶底板厚度和硬度增大而增大
7.3地应力、瓦斯压力及煤体强度在突出过程中的作用
8结论及展望
8.1主要结论
8.2展望
参考文献
致谢
