爆破激发煤瓦斯突出的研究

本文分析和探讨了爆破激发煤瓦斯突出的原因。并利用突变理论中的双尖点突变模型,研究了爆破振动对煤瓦斯突出的诱导,指出当扰动力幅和扰动频率达到一定值时,会引起煤体结构振幅的突跳,从而诱发煤瓦斯突出;扰动频率与煤休铁自振频率之比小于√１／１２η＾２＋１是爆破振动诱发煤瓦斯突出的必要条件。     

石门揭煤后煤与瓦斯延期突出突变分析

利用非线性理论-突变理论,通过煤与瓦斯延期突出的改进的尖点突变模型,对煤矿生产中石门揭煤后煤与瓦斯延期突出耦合灾变机理进行了理论分析,得出了瓦斯延期突出的突变机制和突变条件,为预测与防止煤与瓦斯延期突出灾害提供了重要的理论依据。     

石门揭煤后煤与瓦斯延期突出突变分析

利用非线性理论-突变理论,通过煤与瓦斯延期突出的改进的尖点突变模型,对煤矿生产中石门揭煤后煤与瓦斯延期突出耦合灾变机理进行了理论分析,得出了瓦斯延期突出的突变机制和突变条件,为预测与防止煤与瓦斯延期突出灾害提供了重要的理论依据。     

基于突变理论的马家沟矿煤与瓦斯突出过程研究

 煤与瓦斯突出发生在很短的时间内。因此,它具有突变特性,从突变特性的角度来研究突出机理有着重要的意义。本文首先分析了影响卸压区安全宽度的几大因素。在此基础上,应用突变理论中的尖点突变模型,得出了煤与瓦斯突出过程的突变势函数。从突变理论的角度分析了煤与瓦斯突出的全过程。最后,以马家沟矿为例,应用突变理论对其突出规律进行解释。煤与瓦斯突出是一个由量变到质变的过程,我们完全可以采用突出理论来分析它。     

煤与瓦斯承压散体失控突出机理的初步研究

为正确认识煤与瓦斯突出机理,将突出煤体视为煤与瓦斯承压散体,提出并初步研究了煤与瓦斯承压散体失控突出机理.先介绍了突出煤体视为散体的可行性,再根据牛顿第二定律导出煤与瓦斯承压散体的动量方程,结合突变理论导出煤与瓦斯承压散体运动突变势函数,并分析了承压散体失控突出机理对突出过程的描述、运动突变条件、影响煤与瓦斯突出因素,最后用现场煤样在伺服岩石力学试验机做煤样力学性能和水渗透性能实验来验证该机理的正确性.     

煤与瓦斯突出的突变规律的参数研究

把煤与瓦斯突出看作是一个复杂的系统,利用系统论中的突变模型分析研究煤与瓦斯突出机理。围岩应力与应变作为控制参数,采矿活动作为状态参数,分析研究煤与瓦斯突出参数的变化规律,为煤与瓦斯突出的理论研究和实验方案的确定提供了参数计算基础。     

基于突变理论的煤与瓦斯突出危险性预测的研究

将突变理论引入到煤与瓦斯突出危险性预测的研究中,进行了将突变理论和模糊数学结合的突变级数法进行突出预测的研究,从而构建了煤与瓦斯突出危险性预测的评价模型.基于突变理论的煤与瓦斯突出危险性的预测研究,综合考虑了不同指标对突出危险性的影响程度,通过实例分析计算表明,该方法预测结果能较好地与实际相吻合.     

层次分析法-突变理论在煤矿煤与瓦斯突出危险性预测中的应用研究

煤与瓦斯突出事故是严重影响煤矿安全生产的事故之一。为了提高对煤矿煤与瓦斯突出危险性预测的准确度,将层次分析法-突变理论引入煤矿的煤与瓦斯突出危险性预测中,通过层次分析法优化突变理论中各层指标的排序,以达到提高预测模型精确度的目的。通过对某煤矿3个煤层的实例计算,由其突变级数预测该煤层突出危险性的大小,表明基于层次分析法-突变理论预测模型在煤矿煤与瓦斯突出危险性预测中是有效的。     

煤与瓦斯突出预兆分析及对策

统计了平煤股份八矿建井以来40次煤与瓦斯突出情况,研究和分析了煤与瓦斯突出预兆,为尽可能地进一步掌握煤与瓦斯突出的共性,针对性地在煤与瓦斯突出预兆期采取对策,可以避免绝大多数煤与瓦斯突出事故的发生。     

煤与瓦斯突出强度模拟实验

利用自主研制的"煤与瓦斯突出模拟装置"对不同初始瓦斯压力、不同突出口厚度和不同突出口径的煤样进行三维加载模拟煤与瓦斯突出。研究结果表明:在煤层瓦斯压力较小的情况下,若外部载荷较大、揭煤厚度较小、巷道断面较大的情况下也会发生煤与瓦斯突出;煤与瓦斯的突出存在一个突出口厚度的临界值,通过改变该值可以改变煤与瓦斯的突出及突出强度;巷道断面大小对煤与瓦斯突出有一定影响,通过减小断面可有效防止煤与瓦斯突出,减小突出强度;随着突出强度的增加,突出煤粉量和抛射距离也增加,大多数煤与瓦斯突出是发生在突出强度最大的时刻。     

煤矿煤与瓦斯突出的非线性预测系统研究

煤与瓦斯突出一直是影响煤矿安全生产的重要因素,而对于煤与瓦斯突出的预测一直缺乏有效可靠的预测方法,本论文分析研究了煤与瓦斯突出的机理,及其发生突变的约束条件,在此基础上重点探讨了煤与瓦斯突出的非线性预测系统的设计,给出了系统功能设计和层次结构设计方案,在传统局域预测算法基础上进行了改进,提出了非线性预测算法,仿真结果表明,改进后的预测算法较传统的局域预测算法,具有更低的预测误差和更高的预测可靠性,对于进一步提高煤矿煤与瓦斯突出预测方面的研究,无论是在理论研究方面还是在实际应用方面均具有一定指导和借鉴意义。     

采动影响下突出煤体温度与声发射特性

利用自主研发的大型煤与瓦斯突出模拟试验装置和16 CHs SAMOS System声发射测试系统,探讨采煤工作面前方卸压带应力水平对煤与瓦斯突出的孕育与发生发展过程中煤体温度及其声发射特性的影响。试验结果表明：在煤体充瓦斯阶段,煤体温度升高,且随着卸压带应力的增大,煤体温度的增量有减少的趋势;在突出发生阶段,煤体温度经历一个陡降突变的过程,但卸压带应力水平的变化对煤体温度陡降突变的影响并不明显;在煤体充瓦斯阶段,随着卸压带应力的增大,Hit率峰值减小,产生的声发射特性不明显,而在突出发生阶段,随着卸压带应力的增大,Hit率峰值增加,产生的声发射特性越加明显。对煤与瓦斯突出全过程中煤体内声发射特性与其温度变化规律分析,发现二者有着密切的内在联系,说明煤与瓦斯突出过程中煤体破裂与能量变化有直接关系。     

突出口径对煤与瓦斯突出强度影响研究

改进大型煤与瓦斯突出模拟试验装置,增加两个气体压力传感器和两个温度传感器,进行突出口径分别为10mm,30mm,50mm的煤与瓦斯突出模拟试验。试验结果表明:在0.75 MPa瓦斯压力条件下,突出口径为10mm时没有发生煤与瓦斯突出,突出口径为50mm和30mm时发生煤与瓦斯突出,突出煤体质量分别为25.40kg和15.05kg。随着突出口径的减小煤与瓦斯突出的煤量减少,突出强度降低。突出口径的大小影响煤体突出的状态,突出口径越大,煤体突出的距离越远,破坏性也越高。突出后煤样中粒径在1.6~5.0mm范围内的煤颗粒比例减小,而粒径小于0.75mm的煤颗粒比例增加,体现了突出过程中的破碎功,具有较强的粉碎性。突出口径越大,煤体越易于破裂失稳并发生煤与瓦斯突出,煤体中瓦斯的放散受突出口径的影响,使煤体中瓦斯压力梯度变化趋势不同。突出口径越大,瓦斯压力降低越快,瓦斯对煤体的粉碎性越明显,突出强度也越大,突出过程中煤体温度也发生变化,说明突出口径影响含瓦斯煤的破断失稳和突出特性。     

煤与瓦斯突出危险等级预测

针对我国对煤与瓦斯突出进行统一定级,统一管理,煤与瓦斯突出的防治工作存在盲目性等现象,提出采用层次分析法和模糊综合评判法,预测神仙坡煤矿工作面的突出危险等级,将突出程度划分为三个等级,对煤与瓦斯突出矿井的管理具有一定的指导意义。     

煤与瓦斯突出强度预测的BP神经网络模型

煤与瓦斯突出是危害煤矿安全生产的主要因素,因此做好煤与瓦斯突出特别是突出强度的预测,为针对性的采取防突措施,防止突出事故的发生,减小突出所造成的危害具有重要的指导作用。通过对新安煤田二1煤层突出特征的统计分析和瓦斯地质规律的研究,找出了煤与瓦斯突出强度预测的主要影响因素。应用人工神经网络的有关知识,结合其主要影响因素建立适合于新安煤田煤与瓦斯突出强度预测的BP人工神经网络预测模型。并通过误差分析验证了该模型的正确性。     

掘进巷道蝶型煤与瓦斯突出机理猜想

借鉴巷道蝶型冲击地压理论及非线性动力系统理论,提出了掘进巷道蝶型煤与瓦斯突出机理的猜想,认为掘进巷道煤与瓦斯突出的力学本质是巷道掘进工作面前方极短时间内出现一定程度的蝶形塑性区增量,引发围岩内弹性能与瓦斯能的叠加并迅速释放,进而发生煤与瓦斯突出。从蝶型冲击地压与蝶型煤与瓦斯突出在塑性区变化规律上的一致性及突出能量源的大小等方面对猜想的合理性进行了论证,构建了煤与瓦斯突出危险性的评估指标体系,提出了发生煤与瓦斯突出的强度、应力、角度和触发事件等4个必要条件,确定了发生煤与瓦斯突出的充分条件;首次对煤与瓦斯突出现象、发生条件与过程进行了定量分析与定量(非定性)解释。研究成果为煤层巷道煤与瓦斯突出的预测、预报和防治提供了全新的思路。     

煤与瓦斯突出防治

对煤与瓦斯突出的机理进行了研究,并对煤与瓦斯突出的规律和预兆做出了分析,同时还指出了预测突出的方法和有效的防突措施,为防治矿井的煤与瓦斯突出提供借鉴经验。     

煤与瓦斯突出危险性综合判识方法研究

针对我国现采用的煤与瓦斯突出鉴定方法不能准确判定煤层是否具有煤与瓦斯突出危险性的问题,基于煤与瓦斯突出的演化过程,建立了煤与瓦斯突出激发过程的极限平衡方程,推导出了激发突出的判据关系式,表明突出发生与否直接与煤体强度、瓦斯压力、煤层方向应力和顶板支承压力相关,并与采高、支护作用等因素间接关联。结合典型的煤层物理力学和瓦斯参数,采用现有突出危险性鉴定方法和所建立的综合判识方法分别进行计算,并利用数值模拟方法进行验证,得出的综合判识方法对煤与瓦斯突出危险性的评价更为准确。     

基于层次分析法的煤与瓦斯突出预测研究

为了对煤与瓦斯突出进行预测,采用层次分析法研究了煤与瓦斯突出预测方法,分析了煤与瓦斯突出因素,对煤与瓦斯突出瓦斯压力和瓦斯含量临界值进行了确定。建立了煤与瓦斯突出的相关指标的层次分析模型。研究得出,某矿5号煤层的煤层瓦斯压力指标临界值为0.68 MPa,5号煤层瓦斯含量指标临界值为10.8 m³/t;影响煤与瓦斯突出的指标依次为煤的破坏类型和坚固性系数、顶板强度和厚度、煤层厚度、瓦斯压力、地质构造、瓦斯含量和埋深。研究为类似条件下煤与瓦斯突出预测提供了技术支持。