理想石门揭煤突出预测指标实验研究

该文从煤与瓦斯突出过程能量变化的角度,提出了预测突出矿井的"理想石门揭煤"模型及相应的预测指标,通过对理想石门揭煤进行模拟实验,对理想石门揭煤突出预测指标的研究,可以定量地将矿井石门揭煤可能出现动力现象的大小分为非突出,压出及突出三种情况。     

煤与瓦斯突出过程中能量耗散规律的研究

对煤与瓦斯突出过程中煤体质点内的能量耗散过程用热力学定律进行了分析；论证了由地应力引起的弹性潜能最先消耗在煤体的破碎上，为谋体内瓦斯能的释放创造了条件；在突出过程中起决定作用的是煤体本身释放的初始释放瓦斯膨胀能．通过突出模拟及测定表明，受地应力破坏后的含瓦斯煤体在卸压初始时刻确实有一个释放瓦斯膨胀能的能量峰，并且该能量峰的大小与揭煤时的动力现象显著与否密切相关．     

煤壁突出孔洞的形成机理研究

依据关于突出机理的“球壳失稳”假说对突出孔洞及压出孔洞的形成过程进行了研究。通过突出模拟试验证实压出实际上是一种弱突出现象,论证了突出孔洞的形状与煤体的初始释放与其膨胀能大小有关,并对突出孔洞及压出孔洞的形成机理进行了解释。     

本煤层瓦斯抽采钻孔带压封孔技术研究

针对平煤集团十矿本煤层瓦斯抽采浓度偏低、钻孔有效抽放周期短的技术难题,在分析煤体特征的基础上,结合现有注浆工艺技术,提出了带压封孔的技术方法。阐述了带压封孔的基本原理,通过理论分析,确定了带压封孔工艺技术参数,3个月的工业性试验结果表明：应用带压封孔技术可提高本煤层瓦斯抽放浓度30%～55%,并可延长抽采钻孔的有效抽采时间40 d左右。     

浅议现行煤与瓦斯突出区域预测指标及新探索

基于目前煤与瓦斯突出区域预测采用的指标中的不足,提出了初始释放瓦斯膨胀能指标,从能量学的角度解释了煤与瓦斯突出。通过实验模拟以及现场的实际验证,证明此指标的预测准确率达90%以上,初始释放瓦斯膨胀能方法很好地弥补了现行区域预测指标的不足。     

突出煤层完整取芯技术与影响因素分析

在石门和井筒揭煤过程中,为了探测前方煤层有无突出危险性,需要钻取完整的煤芯进行实验研究。利用双管单转取芯器在现场进行了数次取芯实验,总结出下行取芯失败的主要影响因素是钻孔中残留的水,其对取芯的干扰相当大;通过采取钻孔注浆堵水和水泵抽水等方法排出了这一因素的干扰,解决了只能取上行孔煤芯,不能取下行孔煤芯的技术难题,实现了在各种条件下都能成功取出完整的煤芯。     

含水煤岩体瓦斯压力测定的水锥效应研究

针对直接法瓦斯压力测定过程中受承压水影响的问题进行分析研究,通过查阅国内外文献发现,目前含水煤岩层瓦斯压力测定过程中,考虑煤层透气性系数、吸附特性的水锥效应尚未有人研究。针对此建立了动态水锥突破钻孔界限理论模型,分析认为瓦斯压力测定过程中放空时瓦斯流量最大,水锥突破速度最快,封孔后气体流量减少后影响变小。推导出了动态水锥上升过程中突破钻孔界限的时间与瓦斯流量、煤层厚度、钻孔深度及煤的孔隙率的关系式。并举例计算了不同流量、煤层厚度及钻孔长度下水锥突破界限的时间,发现,突破时间随流量的增大显著减小,流量一定时,随钻孔深度的增加,先经历一个变化较小过程,然后大幅度减小。工程上利用球向流场进行瓦斯压力时,可以通过缩短放空时间避免煤层水锥效应对测压的影响。     

围岩含水条件下快速测压工艺

围岩含水条件下,高压注浆可以实现封堵渗水裂隙,利用胶囊粘液封孔法传统与改进工艺对比测定煤层瓦斯压力,通过在平煤天安十一矿的试验与应用对比,从而在实践中论证了胶囊粘液封孔-补气法快速测压的可行性。     

煤层注水的防突机理分析

应用关于突出机理的球壳失稳理论分析了煤层注不的防突中的作用，结果表明，煤层注水的防突作用不在于水分对煤层内瓦斯的封堵，而在于煤层注水降低了硬煤分层的强度，增加了硬 煤分层的塑性由此导致整个煤层软化，工作面前方产生一个较长的破裂带和卸压带，使得具有突出危险的软分层内瓦斯能够在暴露前提前释放，因此，注水钻孔应该布置在硬煤分层内，并使硬粉分层内水分均匀渗透，才能获得较好的防突效果。     

初始释放瓦斯膨胀能测定原理与应用

初始释放瓦斯膨胀能可以综合反映地应力、瓦斯压力及煤体原始强度等因素对突出过程的影响，是一种可以有效预测石门揭煤突出危险性的新型指标．研究了初始释放瓦斯膨胀能的测定原理，提出了由“单罐系统”改为“双罐系统”的设计构想．利用改进后的测定技术对从河南大平煤矿13051工作面和16071工作面采集的煤样进行了实验研究，得到了其初始释放瓦斯膨胀能与瓦斯压力的变化曲线，并对两工作面进行突出危险性预测．结果表明，大平煤矿两个工作面在生产中均有突出危险性，与实际情况一致．