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。     

煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度测定过程的影响因素分析

煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度是预测煤与瓦斯突出危险性的重要指标。文章首先介绍了实验室测定煤的坚固性系数和瓦斯放散初速度的原理和步骤,然后根据其测定原理和步骤,并结合实际操作经验,对实验室测定的影响因素进行分析。     

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。     

基于高压注浆与胶囊压力黏液封孔技术的瓦斯测压

在顶底板岩石破碎或可能存在含水层的岩层中,为了快速准确测定煤层瓦斯压力,提出了高压注浆固结岩层技术结合胶囊压力黏液封孔测压技术方法,该法可以有效密实裂隙和微隙、阻止承压水与裂隙水进入测压室,较快地测出煤层瓦斯压力,将该法应用于顺达煤矿四号井K11煤层,2号钻孔和3号钻孔的黏液压力稳定在了所要求的压力范围内,在48 h内测得了K11煤层瓦斯压力为0.52 MPa.     

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。