顶板周期来压与采场瓦斯涌出的关系研究

通过现场监测研究了顶板周期来压与采场瓦斯涌出变化之间的关系, 并对工作面超前支承压力变化和采空区老顶垮落对瓦斯流动的影响进行了分析。结果表明, 支承压力变化影响煤壁瓦斯的涌出, 采空区内瓦斯的分布与距工作面距离有关, 周期来压时采场瓦斯涌出量的增大是工作面超前支承压力变化和采空区老顶垮落共同作用的结果。     

综放工作面矿压显现与瓦斯涌出量的关系

为了研究综放工作面矿山压力显现对瓦斯涌出量的影响,以赵庄二号井1304综放工作面为工程背景,采用在线监测的方法,对工作面超前支承压力、顶板周期来压和瓦斯涌出量进行实时监测。通过分析实时监测数据得到:工作面前方煤体受支承压力作用发生破坏,煤体裂隙、渗透系数变大,导致工作面瓦斯浓度变大。工作面直接顶发生破断,前方煤体处于应力降低区,煤体裂隙扩张,部分吸附态瓦斯向游离态转变,增加了工作面瓦斯含量。工作面顶板来压发生在瓦斯涌出增大之前,一般周期来压1~2 d后出现瓦斯涌出量峰值。     

工作面超前支承压力与瓦斯涌出关系研究

文章通过对支承压力区域分布的现场实测,分析了平煤十三矿12071工作面超前支承压力的分布规律,在对现场工作面不同承压区的钻孔瓦斯涌出量和钻屑量进行了测量的基础上,研究了工作面超前支承压力与煤层瓦斯涌出关系,认为瓦斯涌出量与所在位置的支承压力成反比。研究结论对工作面瓦斯的预测和瓦斯治理有指导意义。     

采动围岩活动与工作面瓦斯涌出关系

结合平煤集团13矿己二12071工作面实际条件,对支架支护阻力、超前支承压力以及工作面瓦斯体积分数进行了实时监测,分析了采动过程与瓦斯涌出之间的关系.结果表明,随工作面矿压显现增大,瓦斯体积分数同步增大,压力降低,瓦斯体积分数随之下降.来压期间工作面前方瓦斯煤体“卸压增流”,瓦斯涌出量增大;采空区冒落裂隙带内呈现含高瓦斯多孔多连通空间特性,来压过程对多孔多连通空间产生挤压或冲击和挤压综合作用,受冲（挤）扩散的高瓦斯气流向回采工作空间流动,导致工作面瓦斯体积分数增高.     

采动围岩活动与工作面瓦斯涌出关系

结合平煤集团13矿己二12071工作面实际条件,对支架支护阻力、超前支承压力以及工作面瓦斯体积分数进行了实时监测,分析了采动过程与瓦斯涌出之间的关系.结果表明,随工作面矿压显现增大,瓦斯体积分数同步增大,压力降低,瓦斯体积分数随之下降.来压期间工作面前方瓦斯煤体 "卸压增流",瓦斯涌出量增大;采空区冒落裂隙带内呈现含高瓦斯多孔多连通空间特性,来压过程对多孔多连通空间产生挤压或冲击和挤压综合作用,受冲(挤)扩散的高瓦斯气流向回采工作空间流动,导致工作面瓦斯体积分数增高.     

采动围岩活动与回采工作面瓦斯涌出关系

结合淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿1021工作面实际条件,对该矿支架支护阻力、超前支承压力及工作面巷道瓦斯浓度进行即时监测,由数据分析得到工作面回采时采场周期性的支承压力变化与瓦斯涌出关系,周期性的顶板垮落对瓦斯涌出的影响。     

基于能量源-能量耗散理论的突出煤层最优掘进速度判定

以南山矿某工作面为例,对不同工作面掘进速度下的前方煤体内应力状态、煤体的透气性及瓦斯压力(或梯度)分布的变化规律进行了分析,并给出了各参数与距工作面距离的函数关系。最后依据分析结果,利用能量源-能量耗散理论对南山矿某工作面不同掘进速度下的突出危险性进行了判定,给出了安全合理的掘进方案,并取得了成功。研究结果表明:随着工作面掘进速度的提高,前方煤体内的峰前区减小、应力集中系数增加、煤壁附近煤体透气性增强、高透气性区域减小、前方煤体内瓦斯压力梯度增加、低瓦斯压力(或低瓦斯含量)区域减小,煤层突出危险性增强。     

综放工作面煤岩破坏及矿压显现与瓦斯涌出关系的实测研究

为获取综放开采工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,在屯留煤矿S2205综放工作面进行了煤岩破坏的微震监测、工作面矿压显现监测和瓦斯涌出的实测研究,分析了煤岩破坏的三维时空分布、工作面支架工作阻力和超前支承压力的变化情况,结合工作面瓦斯涌出监测数据,得到了综放工作面煤岩破坏、矿压显现和瓦斯涌出三者之间的关系。结果表明：工作面煤壁前方随工作面的推进而产生大量微震事件,微震事件峰值出现的时间一般略早于工作面周期来压,而瓦斯涌出量峰值的出现又略晚于工作面周期来压,可以根据微震事件变化来间接反映工作面矿压显现和瓦斯涌出情况。屯留煤矿S2205综放工作面微震事件及能量的突然增大超前于来压剧烈显现1 d,煤岩的充分破坏超前于瓦斯的大量涌出1个班。     

放顶煤开采初期放煤口附近煤体瓦斯压力分布规律研究

放顶煤工作面前方煤体瓦斯运移主要是沿煤层层面向已采空间的渗流,在综放工作面循环向前推进时,煤体瓦斯渗流场结构发生变化。为进一步探索综放工作面前方煤体瓦斯压力的分布变化规律,有效地进行瓦斯综合治理,运用ANSYS10.0的瞬态分析模块进行了综放工作面附近煤体瓦斯压力模拟分析。研究表明,综放工作面在推进过程中前方应力降低区瓦斯压力变化梯度大,在应力增高区瓦斯压力较高,压力梯度变化小;初放期在工作面前方附近首轮循环放顶煤形成的瓦斯压力梯度比第2轮循环形成的瓦斯压力梯度大。     

采动应力和瓦斯涌出实时监测系统开发与应用

工作面瓦斯突出或涌出与采动应力变化密切相关,开发了工作面支架阻力、超前支承压力,以及瓦斯浓度的实时在线监测系统,实现了根据工作面动态应力的变化,对瓦斯突出或瓦斯涌出进行预测和预报,并进行了初步的应用。     

Field investigation of using water injection through inseam gas drainage boreholes to control coal dust from the longwall face during the influence of abutment pressure

Coal dust is a primary contributor to underground coal-mining disasters and is also a major factor in adversely affecting the occupational health of mine workers. Pre-wetting the coal seam with water injection is widely considered as one of the effective means of mitigating coal dust generation during mining. Injecting water through inseam long boreholes parallel to the working face is a commonly used technique. However, for most fully-mechanised top-coal caving working faces, inseam gas drainage boreholes are drilled to extract gas from the gassy seam prior to mining. Therefore, there is neither enough time nor space at the working site for an elaborated water injection process. Based on the mining conditions at Panel 9801 of the Yangquan coalfield, this study designed a water injection system through the inseam gas drainage boreholes to control dust arising from the longwall face. Under the influence of abutment pressure, water injection through a set of inseam gas drainage boreholes was experimentally investigated to offset the conflict between water injection and gas drainage in terms of the time and space availability. The relations between the amount of injected water, the injection rate, the seam moisture content and the coal dust level at the working space were investigated. The effect of water injection for dust control at different distances ahead of working face was assessed. With the change of abutment pressure, the effect of water injection to inseam gas drainage and gas emission at working face was revealed and a space-time balance between gas drainage and dust control by water injection was established. The results indicate that under the influence of abutment pressure, water injection through inseam gas drainage boreholes wetted the seam and decreased the dust level at the working face. Water injection only has marginal influence on inseam borehole drainage and has a negligible impact on the gas level produced at the working face. Under the influence of abutment pressure, the optimum area for water injection through the inseam boreholes was the primary fracture opening zone and the secondary fracture development zone.     

新大地煤矿本煤层瓦斯超前卸压抽采试验研究

对新大地煤矿15101综放工作面利用工作面超前支承压力作用提高低透气性煤层瓦斯抽采效果进行了现场实测研究,结果表明:本煤层瓦斯抽采效果受工作面超前支承压力的影响十分明显,根据本煤层瓦斯抽采钻孔所处位置,其抽采效果可以大致分为4个时期:原始抽采期(工作面前方50 m以外)、抽采减弱期(工作面前方50~20 m)、抽采增长期(工作面前方20~7.38 m)及抽采衰减期(工作面前方7.38 m以内)。其中,抽采增长期和抽采衰减期钻孔瓦斯抽采纯量分别为原始抽采期的7.03倍和6.19倍,是本煤层瓦斯卸压抽采的最佳时期,该时期内钻孔抽采量占本煤层瓦斯抽采总量的57.83%。     

采动过程中瓦斯抽采流量与煤层支承应力的相关性研究

煤层中的瓦斯流动是一个瓦斯气体运移与煤层固体变形之间相互耦合的复杂过程。以松藻煤电有限责任公司松藻煤矿3211采煤工作面现场试验为基础,通过现场监测工作面采动过程中的煤层支承应力变化和本煤层瓦斯抽采流量变化,对工作面附近煤层支承应力和瓦斯抽采流量之间的相关性进行了研究。研究结果表明：随着采煤工作面的推进,煤层实测支承应力依次经历了低-高-低的过程,可以划分为卸压区、应力集中区和原岩应力区,并在工作面前方15~25 m处达到峰值。在煤层卸压区,煤层内孔隙、裂隙发育贯通,透气性增大,瓦斯抽采流量增大,在煤层支承应力集中区,煤层内裂隙收缩闭合,煤层透气性减小,瓦斯抽采流量也减小,在煤层原岩应力区,煤层透气性变化不大,瓦斯抽采流量趋于稳定。基于工作面煤层支承应力与瓦斯抽采流量的相互关系,以处于原岩应力区的煤层支承应力和瓦斯抽采流量为基准,构建了瓦斯抽采流量的负指数表达式     

综放工作面矿压显现与瓦斯涌出关系研究

针对余吾煤业S2205综放工作面地质开采条件,对工作面矿压显现和瓦斯涌出进行了观测,得到了综放工作面矿压显现特征及其与瓦斯涌出的关系,为高瓦斯综放工作面瓦斯防治工作提供了参考。     

掘进工作面动态瓦斯压力分布及涌出规律

利用有限差分法对移动掘进工作面巷道周围瓦斯压力分布以及瓦斯涌出规律进行了数值模拟.结果表明：当工作面以一定的速度向前掘进时，巷道周围瓦斯压力分布呈子弹头形状向前移动，掘进巷道周边煤层瓦斯压力随煤壁暴露时间的增长逐渐降低,工作面瓦斯涌出量呈锯齿状周期增加.当掘进工作面以一定速度向前掘进时，每一循环内瓦斯涌出变化量基本相同，每一循环内从工作面迎头煤层内涌出的瓦斯量基本相同.     

间接确定石灰岩体的瓦斯含量及其在工作面瓦斯涌出量预测中的应用

煤岩体瓦斯含量的确定是预测工作面、矿井瓦斯涌出量的基础工作。一般而言,瓦斯以吸附态和游离态存在于煤岩体中。实验证明,石灰岩体的瓦斯吸附量很小。主要分析了瓦斯在石灰岩体中的赋存状态,研究并确定了石灰岩体瓦斯含量的间接计算方法,并对工作面瓦斯涌出量进行预测,取得了较高的预测精度。     

极薄煤层卸压瓦斯抽采与发电利用实践

四川胜利煤矿开采极薄煤层,采煤工作面隅角瓦斯经常超限,矿井建立了地面抽采瓦斯系统后,采用顶(底)板穿层钻孔抽采工作面采空区上(下)邻近层卸压瓦斯,有效地治理了瓦斯灾害。瓦斯抽采系统运行稳定后,将瓦斯进行发电利用,实现了矿井生产和生活零电费,取得了很好的安全与经济效益,对相似条件下的煤矿具有重要借鉴意义。     

平岗1202工作面割煤速度与瓦斯涌出关系研究

平岗煤矿1202新面为高瓦斯工作面,采用瓦斯抽放系统抽取瓦斯一定程度上缓解了瓦斯涌出,但在破煤生产时瓦斯涌出量仍然较大,采用增加风量冲淡瓦斯的措施受到巷道面积和风速的限制,不能完全满足生产需求。对1202新面割煤速度与瓦斯涌出量的关系进行统计分析,研究表明两者之间符合多项式关系,并且得出计算公式。该研究为新工作面割煤时的安全高效生产提供理论依据。