火成岩侵蚀区煤层瓦斯赋存规律探讨

介绍了岩浆侵入体在煤层中的产状及侵入的一般规律,仔细分析了岩浆侵入体对煤层及瓦斯赋存的影响,重点解读了巨厚火成岩对下覆煤(岩)层裂隙发育情况,如何为卸压瓦斯抽采创造了良好的通道,为穿层孔的抽采创造了极其良好的效果,最后通过淮北矿业集团海孜煤矿的工程实例.简单介绍了向巨厚火成岩下的"弧形"离层瓦斯聚集区施工长距离穿层钻孔的抽采效果,对煤矿瓦斯治理提供了很好的理论基础.     

竖井条件下煤层瓦斯压力准确测定

首先分析了竖井条件下瓦斯压力测定的影响因素,继而以安徽金黄庄副井揭煤为背景,通过对工作面掘进过程中周围应力分布情况进行数值模拟,总结其应力分布特点,结合应力分布特点,提出了竖井条件下瓦斯压力准确测定的方法,最后通过在金黄庄煤矿瓦斯压力测定的工程实践验证了该方法的正确性。     

近煤层岩巷掘进中防治煤与瓦斯突出技术研究

为了保证近煤层岩巷的安全快速掘进,采用FLAC2D分别对煤层距巷道底板5,10 m时的情况进行了数值模拟,研究了近煤层岩巷掘进工作面前方岩层、煤层的应力分布规律,结果表明:煤层距巷道底板5 m时,前方5~20 m为煤层应力集中区;煤层距巷道底板10 m时,其应力集中区在10~25 m,其应力峰值处在煤层距巷道底板5 m时的集中应力区与原始应力区的交界处。根据煤层应力集中区情况,建议煤层距巷道底板5 m时必需采取防突措施,防突长度为掘进工作面前方20 m,并进行了合理的钻孔设计。     

基于分形维数的原生煤与构造煤孔隙结构特征分析

以大宁煤矿3 #煤层的原生煤和构造煤为研究对象,以压汞实验结构为基础并结合分形维数理论,对原生煤和构造煤的孔隙结构特征进行了对比分析,研究发现:构造煤的进汞总量是原生煤的3倍左右;原生煤无滞后回线,孔隙形态主要以管状或者平板型孔为主;构造煤有明显滞后回线,孔隙形态以“墨水瓶”似的孔为主;原生煤只有一个突破压力,构造煤却有两个;原生煤分形维数特征关系曲线存在着一个突变点,而构造煤则存在两个突变点.综上可知,构造煤内孔隙结构更复杂、连通性更差,瓦斯更难运移,并且更容易遭受破坏.     

突出煤层穿层钻孔群增透增流作用机制

为提高突出煤层的预抽瓦斯效果,提出了穿层钻孔群增透增流技术,研究了其增透增流作用机制.研究结果表明,穿层钻孔群排出煤体,内部含瓦斯煤体卸压、膨胀、变形,裂隙扩展、贯通、扩容,渗透性平均可提高150倍.裂隙系统深入煤体内部,变相延伸了钻孔长度,瓦斯流动模式发生根本性的改变,抽采流量平均可提高4倍.     

巨厚火成岩下采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律研究

为考察巨厚火成岩下远程下保护层开采覆岩采动裂隙场与瓦斯流动场耦合规律，通过采用理论分析、相似模拟试验、数值模拟实验及现场观测的方法，分析了覆岩垮落变形和裂隙发育规律，研究了巨厚火成岩下瓦斯储运规律。结果表明：巨厚火成岩控制着其上覆岩层的全部运动，弯曲带内存在裂隙与离层长期不闭合的区域，即离层区；弯曲带内离层区存在大量离层裂隙和少数穿层裂隙，其中裂隙成为瓦斯运移的通道，离层成为瓦斯的富集区；巨厚火成岩下断裂带与离层区内气体运移与煤岩体变形之间存在着复杂的相互作用，它是渗流场、浓度场和裂隙场（包括离层）之间耦合的一个动态平衡体系。     

基于钻孔瓦斯损失量的瓦斯压力测定方法研究

为了缩短瓦斯压力测定时间,通过分析穿层测压钻孔瓦斯流动规律,建立测压钻孔瓦斯流动方程.利用有限差分法和FORTRAN对测压钻孔瓦斯流动方程进行数值计算.计算得出在不同封孔时间、钻孔穿煤长度和钻孔直径下测压钻孔瓦斯损失量,并对比分析了各个因素对其影响.分析结果表明测压钻孔瓦斯损失量随着封孔时间、穿煤长度和钻孔直径的增大而增大,并提出通过减少封孔时间、减小钻孔穿煤长度和采用小直径钻孔的方法,降低瓦斯损失量,缩短瓦斯压力测定时间.     

基于相变材料的锂离子电池热失控分级抑制

基于锂离子电池组高温热失控过程，分析电池热失控过程的热参数变化特征。针对50、100 ℃两个温度节点，采用石蜡-膨胀石墨-活性炭、聚乙二醇1500-甲基纤维素的两级相变材料，以弧形铝蜂巢板作为载体，提出一种基于相变材料的预防锂离子电池组高温热失控的分级抑制方法。常温常压条件下，以3节锂离子电池并联外短路放电对相变材料有效性进行测试，与未应用两级相变材料的电池组相比最大温差可达446 ℃，验证了两级相变材料的有效性。     

巨厚火成岩对下伏煤层煤与瓦斯突出事故控制作用

以海孜煤矿120m巨厚火成岩下伏煤层群12个煤样为研究对象,采用工业分析、压汞试验和显微组分定量的方法,对比分析了7,8,9,10煤层的多元物性参数和与火成岩距离的关系.结果表明:煤层靠近巨厚火成岩,连续煤样的挥发分Vdaf有减小的趋势,灰分Ad有增加的趋势.煤样的孔隙率和比表面积有缓慢增大后急剧下降的趋势,这和岩浆侵入7煤有关.镜质组反射率Rm取值范围为2.358%～2.777%,煤层靠近岩床,Rm值有递增的趋势,煤的变质程度和成熟度提高.巨厚火成岩的热演化范围大于168m(1.4倍岩床厚度).火成岩像个密封盖,对下伏煤层瓦斯有圈闭作用,容易发生煤与瓦斯突出事故.     

突出煤层穿层钻孔孔群增透技术及应用

研究了穿层钻孔孔群增透的作用原理,阐述了突出煤层穿层钻孔孔群增透技术及工艺。研究表明,在突出煤层采取穿层钻孔孔群增透瓦斯抽采技术,利用煤体的“自突”特性排出煤体,孔群范围剩余煤体卸压、膨胀变形,裂隙系统扩展、贯通,透气性平均提高150倍,单孔平均瓦斯流量提高4倍,显著提高瓦斯抽采效率。