煤岩固—气耦合的流变力学分析

为分析煤与瓦斯延迟突出机理,讨论了煤层瓦斯流动特性,认为游离瓦斯和吸附瓦斯、突出空洞内的瓦斯和突出空洞附近煤体中的瓦斯均在煤与瓦斯突出过程中起重要作用,因而提出原煤吸附瓦斯贡献系数k并建立了煤层瓦斯流动的质量守恒方程;基于煤岩流变力学实验,提出了讨论煤岩流变力学性质的广义弹粘塑性组合模型。最后,建立了可以用来研究煤与瓦斯延迟突出机理的含瓦斯煤固－气耦合分析的数学模型。     

煤和瓦斯突出机理的流变假说

目前煤和瓦斯突出机理的假说,都是在弹性力学基础上建立的,缺少时间因素,难于完满地解释突出的发生发展过程。作者通过对含瓦斯煤样在三维受力状态下流变特性的研究,得出了含瓦斯煤样蠕变行为的数学模型,能够比较好地阐明突出的机理。实验表明,突出煤和非突出煤其流变行为并无本质区别,只要条件具备,各类煤层都有产生突出的可能。含瓦斯煤蠕变方程的导出为建立广义的突出危险综合指标提供了基础。     

构造煤及其对煤与瓦斯突出的控制作用

高空隙率、低透气性使构造煤能够保持较高的瓦斯压力 ;破碎性、“隔离”作用及“气垫”作用 ,使构造煤抵御外力作用的能力大大降低 ;构造煤变形幅度大的特性 ,为瓦斯的迅速解吸、放散和快速流动创造了条件 ;构造煤薄弱分层或“通道层”的存在 ,则为煤与瓦斯突出的初始激发和持续发展奠定了基础 ;上述因素的共同作用 ,影响和制约了煤与瓦斯突出的强度和分布 .尽管如此 ,一定厚度的构造煤的存在只是发生煤与瓦斯突出的必要条件和有利条件 ,而非充分条件 .     

煤与瓦斯突出模拟试验的研究现状与展望

综述了煤与瓦斯突出模拟试验研究现状,主要从瓦斯压力、地应力和煤体物理力学性质及其综合作用方面分析了其对煤与瓦斯突出的影响以及在这些因素影响下的突出特点、形式和规律。鉴于煤与瓦斯突出的复杂性,目前的研究还存在以下不足:(1)试验过程中用的都是颗粒煤或者是型煤,很难真实反映现场的煤层物理特性;(2)试验载荷的施加方式和大小反映不了现场煤体中真实的三维应力状态;(3)实验室模拟试验中的突出口多数情况是人为打开的,而不是煤体内部达到突出条件后自主打开的。建议使用原煤煤样、加大模拟实验尺度、采用真三轴加载方式、合理设置突出口进一步开展多因素耦合的煤与瓦斯突出模拟试验,对煤层瓦斯突出机理的研究具有重要的现实意义。     

基于固气耦合的煤岩-瓦斯二相介质相似材料及其力学特性

含瓦斯煤是具有多孔特性和气固耦合特性的二相介质复合材料。为了精准模拟含瓦斯煤的物理力学属性,基于相似准则和主控参数相似比尺,进行了80余组材料配比试验和力学参数试验,研制了煤岩-瓦斯二相介质相似材料。对比了相似材料和原煤的相似性,并基于新材料进行了三维煤与瓦斯突出相似模拟试验。主要结论如下：1）煤粉和腐殖酸钠水溶液为骨料和胶结剂配制的煤岩相似材料的弹塑性参数和吸附性参数均与原煤相似;2）适当体积比的CO2和N2二元混合气体的膨胀能和CH4膨胀能一致,CO2和N2二元混合气体可作为CH4相似气体,且安全性高;3）研制的煤岩-瓦斯二相介质相似材料与含瓦斯原煤的物理力学参数具有高度相似性,实现了气固耦合特性模拟;4）三维物理模拟试验再现了石门揭煤引发煤与瓦斯突出现象,得到与现场接近的突出孔洞形态和突出粉煤质量,验证了相似材料的合理性,也为进一步研究煤与瓦斯突出规律,监测突出前兆信息提供了科学手段。     

加强瓦斯地质研究 防治煤与瓦斯突出

简述了平顶山矿区煤与瓦斯突出概况，根据影响煤与瓦斯突出的地质因素，开展了多项瓦斯地质研究课题，找出影响本区煤与瓦斯突出的内在因素和部分规律。在防治煤与瓦斯突出方面促进了安全生产，提高了经济效益。对今后瓦斯地质工作提出了建议。     

演马庄煤矿突出煤层炮采放顶煤工作面防治煤与瓦斯突出的方法和措施

介绍了演马庄煤矿 2 70 2工作面突出煤层炮采放顶煤效果检验的方法和防止煤与瓦斯突出所采取的措施 ,提出突出煤层炮采放顶煤工作面瓦斯抽放是防止煤与瓦斯突出的有效手段 ,当工作面有煤与瓦斯突出危险时 ,采取恰当的防突措施 ,能够降低煤与瓦斯突出的危险程度 ,可供同类工作面回采时借鉴     

煤与瓦斯突出动力效应的模拟研究

为了揭示煤与瓦斯突出启动后巷道内突出煤-瓦斯两相流运移规律及突出冲击波传播特征,利用自行研制的"煤与瓦斯突出动力效应模拟试验装置",进行了低气压条件煤与瓦斯突出动力效应模拟试验.通过实现突出口的主动快速开启、多种流体运移路线、阻力特性的巷道网络布置及参数的全方位实时监测,模拟了该固气参数条件下突出煤-瓦斯两相流在巷道网络中的运移过程.研究结果表明:巷道内突出煤运移经历3个阶段历时3 053ms;突出启动后巷道内气体压力、温度发生跳跃式改变,气压变化持续时间小于1s;突出冲击波阵面平均传播速度为405.36m/s,冲击波超压峰值沿巷道呈衰减趋势,主巷内接联络巷处的冲击波平均衰减系数是其他位置的5倍左右.     

演马庄煤矿突出煤层炮采放顶煤工作面防治煤与瓦斯突出的方法和措施

介绍了演马庄煤矿2702工作面突出煤层炮采放顶煤效果检验的方法和防止煤与瓦斯突出所采取的措施,提出突出煤层炮采放顶煤工作面瓦斯抽放是防止煤与瓦斯突出的有效手段,当工作面有煤与瓦斯突出危险时,采取恰当的防突措施,能够降低煤与瓦斯突出的危险程度,可供同类工作面回采时借鉴.     

新安煤田煤与瓦斯突出特征及控制因素分析

为了掌握煤与瓦斯突出的特征和控制因素,提高煤矿防突工作的针对性,本文通过统计分析了新安煤田内义煤集团的4个煤与瓦斯突出矿井近年来发生的瓦斯动力现象,综合分析得出新安煤田煤与瓦斯突出具有以小型突出为主、突出前有预兆并受作业方式诱导、突出点附近瓦斯质量体积和瓦斯压力高、易发生在掘进工作面和煤层变化带的特征;分析总结了埋藏深度、瓦斯赋存、地质构造、煤层厚度变化、构造软煤、作业工艺是控制新安煤田煤与瓦斯突出的主要因素,为该煤田防治煤与瓦斯突出提供了理论指导.     

以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型

从能量的角度分析计算了煤与瓦斯突出中作用于煤体的动力和煤体本身的阻力，建立了以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型，定量讨论了煤与瓦斯突出的力学过程，并给出了其构造煤临界厚度判据     

影响魏家地矿井瓦斯涌出的地质因素研究

根据地质勘探、矿井生产与建设不同时期的地质、通风、瓦斯资料进行分析研究认为：在赋存有特厚、低透气性顶底板煤层的魏家地矿井内，断裂构造不但控制着矿井瓦斯涌出，而且是诱发煤与瓦斯突出的主导因素，只要严格按照《煤矿安全规程》的规定，坚持从矿井实际出发，加强瓦斯抽放和预测预报，就能达到实现安全生产的目的。     

工作面连续非接触式突出危险性预测技术现状与展望

本文介绍了我国煤矿中所采用的工作面非接触式煤与瓦斯突出危险性预测中几项技术的应用情况，并对突出预测发展趋势提出了一些看法。     

煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪

根据煤与瓦斯突出机理和突出预测与防治原理,论述了煤与瓦斯突出电磁辐射监测仪的硬件组成和关键电路的设计,并完成了软件设计。通过井下实验证实了该监测仪可实现与煤体无触监测,且信息接收、舆较为可靠,为煤与瓦斯突出的分析和预报提供了正确的原始数据资料。     

Forecast of Geological Gas Hazards for “Three-Soft” Coal Seams in Gliding Structural Areas

Gas outbursts from "three-soft" coal seams (soft roof, soft floor and soft coal) constitute a very serious problem in the Ludian gliding structure area in western Henan.By means of theories and methods of gas geology, structural geology, coal petrology and rock tests, we have discussed the effect of control of several physical properties of soft roof on gas preservation and proposed a new method of forecasting gas geological hazards under open structural conditions.The result shows that the areas with type Ⅲ or Ⅳ soft roofs are the most dangerous areas where gas outburst most likely can take place.Therefore, countermeasures should be taken in these areas to prevent gas outbursts.     

河北省煤与瓦斯突出影响因素分析及防治对策

本文认为河北省矿区煤与瓦斯突出的影响因素主要是煤层赋存条件、地质构造、采掘活动，并讨论了防治煤与瓦斯突出的具体措施。     

阳泉矿区煤与瓦斯突出的地质因素及预测方法

本文分析了阳泉矿区煤与瓦斯突出地质因素，总结了突出的预测方法及效果。     

Bayesian discriminant analysis for prediction of coal and gas outbursts and application

Based on the principle of Bayesian discriminant analysis, we established a model of Bayesian discriminant analysis for predicting coal and gas outbursts. We selected five major indices which affect outbursts, i.e., initial speed of methane diffusion, a consistent coal coefficient, gas pressure, destructive style of coal and mining depth, as discriminating factors of the model. In our model, we divided the type of coal and gas outbursts into four grades regarded as four normal populations. We then obtained the corresponding discriminant functions through training a set of data from engineering examples as learning samples and evaluated their criteria by a back substitution method to verify the optimal properties of the model. Finally, we applied the model to the pre-diction of coal and gas outbursts in the Yunnan Enhong Mine. Our results coincided completely with the actual situation. These results show that a model of Bayesian discriminant analysis has excellent recognition performance, high prediction accuracy and a low error rate and is an effective method to predict coal and gas outbursts.     

2003年1月-2005年6月煤矿瓦斯死亡事故的统计分析

从事故的类型、事故分月统计、事故构成、事故区域等方面对瓦斯事故的次数和死亡人数特征进行了统计分析,结果发现：就全国而言,瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息为最严重的瓦斯事故.同时,本文还对我国煤矿瓦斯事故的发生原因进行了分析.     

Research on Geological Structure Mark of Coal and Gas Outbursts in Pingdingshan Mining Area

Based on the study of regional displaying rules of coal and gas outburst controlled by geological structure in Pingdingshan mining area, the geological structure features in outburst sites were investigated emphatically. The combination type, orientation and least seam thickness in outburst sites were put forward. This research provides a geological mark for forecasting gas outbursts in deep mining.