高阶原生煤和构造煤等量吸附热分析

对比研究了高阶原生煤和构造煤等量吸附热,进一步阐述了构造煤易于瓦斯突出的原因。主要结果如下:随着吸附量的增加,高阶原生煤和构造煤等量吸附热均呈现先缓慢增加,再快速增加的趋势;而随着瓦斯压力的增加,原生煤和构造煤等量吸附热呈现匀速增加的趋势;在不同吸附量和不同压力下,原生煤的等量吸附热均大于构造煤;说明原生煤表面与甲烷的作用力大于构造煤的,在相同压力下瓦斯分子更容易从构造煤表面脱离下来;构造煤中瓦斯运移主要受控于裂隙瓦斯渗流,在构造煤瓦斯治理时尽量采取增透措施。     

红菱煤矿上保护层最小开采厚度的数值模拟

针对沈阳红菱煤矿地层条件建立采动煤岩体计算模型,在分析底板煤岩受力及裂隙分布情况的基础上,通过数值模拟方法研究了开采不同厚度的11煤及顶板泥岩时,采空区下方的12煤膨胀变形量近似呈现“M”型变化规律;随开采厚度不断增大,根据应力变化规律12煤层将分别处于原始状态带、底臌变形带和底臌裂隙带;根据膨胀变形量变化规律12煤层将分别处于未卸压区、待验证区、完全卸压区;12煤膨胀变形量与开采厚度呈现先增加后趋于平缓的关系,最后得出12煤层极限（最大）膨胀变形量接近1.2%,并确定红菱煤矿地质条件下理论最小的开采厚度为0.67 m。     

煤矿企业安全文化体系和建设

通过对煤矿企业安全文化含义的概述和体系结构的分析,找出了煤矿企业对其安全文化建设的途径和方法。     

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.     

前岭煤矿岩浆侵蚀区域瓦斯赋存规律研究

前岭煤矿地质构造复杂,岩浆侵蚀严重,已发生多次煤与瓦斯突出。为有效指导该特殊地质条件下的瓦斯治理,基于矿井地质构造和岩浆岩侵蚀情况,采用实验室测试及现场调查试验研究途径,选择具有代表性的测点,研究复杂地质条件下岩浆岩侵蚀区煤层瓦斯赋存规律。研究结果表明:受上覆岩浆岩热解和变质叠加作用,煤层变质程度增大,区域瓦斯突出判定指标增加;岩浆的高温热解作用,引起了煤层的二次生烃,上覆岩浆岩岩床和向斜轴部低透气性围岩共同对瓦斯的集聚起到了良好的圈闭作用,从而造成向斜轴部瓦斯压力和瓦斯涌出量增加,煤层瓦斯突出危险性增大。     

从“轨迹交叉论”看煤矿安全事故致因及预防措施

本文以轨迹交叉论为基础,结合我国煤矿事故发生的规律,分析了我国煤矿事故发生的原因. 根据轨迹交叉论模型提出了防止事故发生的措施-干预人、物的轨迹,使其不能交叉,以达到安全的目的,从而指导煤矿安全管理工作的有效进行.     

不同变质程度煤的吸附能力与吸附热力学特征分析

以4种不同变质程度的煤为研究对象,在实验室基础参数测定和不同温度下的吸附试验基础上,利用Langmuir吸附动力学方程和热力学理论,构建了表面自由能变化值和等量吸附热的三维计算模型,进而分析了不同变质程度煤的吸附能力与吸附热力学特征。结果表明:煤的表面自由能变化值随着压力的增加先迅速增加后缓慢增加,随着温度的增加而减小,煤的表面自由能变化值从大到小依次为焦煤、肥煤、长焰煤、无烟煤,单位面积的吸附量随着变质程度的变化关系也是如此;煤的吸附能力和比表面积均呈现先减小后增加的U型趋势,从大到小依次为无烟煤、长焰煤、肥煤、焦煤,煤的变质程度主要是通过比表面积来影响煤的吸附能力;煤的等量吸附热随着吸附量的增加而变大,随着温度的升高也变大,初始等量吸附热随变质程度的增加而逐渐增加,从大到小依次为无烟煤、焦煤、肥煤、长焰煤。     

上保护层开采下伏煤层卸压变形及应力分布

为掌握上保护层开采过程中下伏煤层卸压破坏变形及应力分布规律,提高上保护层开采预防下伏煤层煤与瓦斯突出的效果,以河南平顶山四矿己_(16-17)煤层为对象,基于PoytingThomson模型构建煤岩体蠕变动力学模型,借助Comsol Multiphysics5.2软件对下伏煤层膨胀变形及卸压分布规律进行仿真模拟和工程验证。结果表明:随着上保护层工作面的推进(由10 m推进至60 m),下伏煤层左右两侧分别形成98.5°及114°卸压角,横向塑性变形量增至最大约为216 m;下伏煤层呈塑性变形→形变恢复的变化特征,说明上保护层的开采有助于下伏煤层瓦斯卸压通道的形成,有利于下伏煤层瓦斯的抽采。     

煤矿企业安全投入与效益

通过对煤矿安全投入和安全效益状况的分析,研究了二者之间的关系,在合理的管理和先进的技术支持下,提出提高安全效益的方法,使煤矿企业创造更高的安全效益。     

软硬组合煤体塑性破坏与突出能量失稳判据

煤与瓦斯突出过程的复杂性阻碍了人们对瓦斯突出机理的探索,为了更好地定量评价软硬组合赋存时瓦斯突出失稳情况,本文采用理论分析和数值模拟的手段对采掘过程中软硬组合煤体的塑性破坏和失稳突出规律进行了系统的研究,主要结论:巷道开挖后,构造煤的渗透率会骤增使得原来积聚大量的瓦斯突然间释放出来;构造煤分层还会通过界面应力诱发邻近的原生煤塑性体积和塑性变形最大值增加,促进原生煤内部的瓦斯的释放;初始瓦斯压力为0.74 MPa时,单位体积构造煤的突出能量约为原生煤的3倍,构造煤的突出耗散能量却仅是原生煤的0.11倍;构造煤的突出失稳判据大于1,而原生煤的突出失稳判据要小于1。原生煤和构造煤组合体的弹性能、解吸瓦斯膨胀能均是突出能量的主要组成部分,对于组合煤体的区域瓦斯防突措施主要是以降低瓦斯膨胀能为主,局部瓦斯防突措施要同时降低瓦斯膨胀能和弹性能。