煤与瓦斯突出同的推进过程及力学条件分析

本用数学解析方法解出了石门揭煤条件下工作面前方含瓦斯煤体内的稳态应力场和动态应力场。对突出阵面推进过程中任一煤体质点所经历的不同阶段内起主要作用的因素进行了研究，结合煤样的破裂特性用断裂力学的方法分析了突出的发生与发展过程，提出了煤与瓦斯突出机理的球壳失稳假说并给出了突出发生的力学条件。并在突出模拟试验中进行了初步的验证。     

初始释放瓦斯膨胀能与煤层瓦斯压力的关系

根据突出模拟实验中出现突出时初始释放瓦斯膨胀能的临界值，可以确定煤层发生突出需要达到的瓦斯压力临界值．本文通过现场钻取煤样，并在试验室进行了不同瓦斯压力下的初始释放瓦斯膨胀能测定，发现煤样的初始释放瓦斯膨胀能与煤中的瓦斯压力呈线性关系．根据这一发现，石门揭煤之前的预排瓦斯过程中，只要用少量的实验就可以确定局部煤层瓦斯压力应该降到多少就可以安全揭开煤层，为石门揭煤进行突出预测和预排瓦斯过程中定量检测其防突效果提供了一种方便可靠的方法.     

动静加载下含瓦斯煤层突出试验研究

为研究深部复杂应力环境中煤层开采受动态载荷扰动发生煤岩动力灾害的过程和机理,采用河南理工大学自主研制的动静载条件下煤与瓦斯突出模拟试验设备,模拟了静态和动态组合加载作用下煤与瓦斯突出现象,进行了瓦斯吸附条件下的动静载突出试验,深入研究了瓦斯吸附量对突出的影响。结果表明:在相同的动态载荷作用下,无瓦斯解吸过程比有瓦斯解吸过程更容易发生突出;无煤柱影响比有煤柱影响更容易发生突出,并且无煤柱影响的突出强度比有煤柱影响的要大。研究结果对于煤层瓦斯突出机理的研究具有重要的参考意义。     

以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型

从能量的角度分析计算了煤与瓦斯突出中作用于煤体的动力和煤体本身的阻力，建立了以煤体结构为基础的煤与瓦斯突出简化力学模型，定量讨论了煤与瓦斯突出的力学过程，并给出了其构造煤临界厚度判据     

地质构造对煤与瓦斯突出控制作用的研究现状与发展趋势

初步分析了各类地质构造对煤与瓦斯突出的控制作用,对各类构造带发生的典型突出实例做了统计.地质构造对煤与瓦斯突出控制作用的研究,一百多年来多是定性的分析和统计研究,而定量化的研究还处在初步尝试阶段.指出在定性研究成果的基础上,指导开展对地质构造控制煤与瓦斯突出发生作用机理的定量化研究,深入分析构造应力场、煤岩破裂场和瓦斯运移场耦合演化动力学规律是该研究方向的发展趋势.     

祁东矿煤与瓦斯突出动力成因分析

针对祁东矿多发生小型突出且地点多在构造应力区的现状,采用划分地质单元方法评价其煤与瓦斯突出危险性。结果表明:4个地质单元瓦斯赋存条件和主控因素不同,25次突出集中发生的第Ⅱ单元,主控因素为地应力;测试了原岩地应力场特征,发生多次突出的中央回风下山巷道走向为近SN向,与最大主应力方向夹角大,掘进过程中煤体承受应力较大,构造煤发育;对比同一埋深其它已揭露煤层区域,在瓦斯含量相差不大的情况下,动力现象差异很大;这些都证实瓦斯不是突出的主要动力来源,突出主要动力来源为构造应力,这也决定了不会发生大型煤与瓦斯突出,对瓦斯预测和防治有重要指导意义。     

顺层滑动构造与瓦斯突出机制

煤与瓦斯突出集中发生在地质构造破坏带,已为国内外极大多数研究者所公认,而地质构造在煤与瓦斯突出中的机制,还存在不同的认识,论文作者根据顺层滑动构造形成的严重瓦斯突出带的系统观测,进行了典型剖析.得出地质构造在煤与瓦斯突出中的作用主要是形成了构造煤,降低了煤的强度,并认为古构造应力是一个结束了的过程。这种观点对煤与瓦斯突出预测和防治都有直接意义     

新寨隧道煤与瓦斯突出危险性评价及揭煤施工设计

根据对新寨隧道地质勘测得到的煤系地层煤与瓦斯的各项物理力学参数，对煤与瓦斯的突出危险性进行了评价，并借鉴国内外揭煤施工的各种方法，设计了综合揭煤措施，对高瓦斯隧道煤系地层进行安全施工。可为类似条件下揭煤提供参考。     

应用瓦斯地质单元法划分突出危险区域

受地质条件控制,煤与瓦斯突出的发生地点呈区域性分布,瓦斯突出区域性预测要以瓦斯地质为基础.在长虹公司地质勘探时期的瓦斯地质资料统计,以及二1煤层瓦斯基础参数测定成果的基础上,运用瓦斯地质学的研究方法总结了长虹井田二1煤层瓦斯的赋存特征和瓦斯地质规律.从瓦斯地质角度对长虹公司二1煤层煤与瓦斯的突出现象进行了分析,确定了长虹公司二1煤层煤与瓦斯突出区域预测指标及其临界值,进而将井田划为3个相互独立的瓦斯地质单元;根据瓦斯地质单元法划分突出危险区域的方法,最后对该矿的突出危险区域与非突出危险区域进行了划分.     

平顶山十矿煤与瓦斯突出地质因素分析

随着矿井开采深度的增加，煤与瓦斯突出已愈来愈成为影响和制约生产的重要因素,为确保煤矿安全生产，作者对平项山十矿影响突,出煤层瓦斯赋存和突出的地质构造、煤层厚度的变化、煤体结构、埋藏深度等地质因素进行了分析研究，认为：地质条件对煤层瓦斯体积含量和煤与瓦斯突出的分区分带具有明显的控制作用；井田内厚度小于2m的单一煤层一般不具突出危险性，但随着开采深度的增加有可能发生突出；戊9-10煤层分又合并线附近为煤与瓦斯突出带，其他煤层分又合并线附近可能形成煤与瓦斯突出危险带.     

利民煤矿煤与瓦斯突出的地质构造条件研究

在对湖南利民煤矿煤与瓦斯弱突出区域、强突出区域和未突出区域的地质构造特征作详细分析后 ,发现煤层顶底板断 褶构造发育不协调、边界条件不一样 ,引起Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ各区的应力分布不均匀 ,构造复杂程度具一定的差异性 ;同时探讨了构造应力场和煤与瓦斯突出的关系 ,认为构造应力决定着突出强度的大小 ,进而控制煤与瓦斯突出的区域、密度、强度的差异性 .所得结论为矿区煤与瓦斯突出预测防治提供了理论依据 .     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

正断层力学性质的构造应力分析

煤层正断层是地台区煤层中常见的一种构造类型,在矿井突水淹井、煤层瓦斯赋存和煤与瓦斯突出等矿井灾害研究及煤矿生产中具有重要意义.作者用力学分析的方法研究了正断层形成的两种应力状态,指出正断层具有张性和剪性两种力学性质,并以剪性为主;构造应力场的空间作用状态是影响断层性质的决定因素.     

水力卸压防止承压散体煤和瓦斯突出机理

从散体煤和瓦斯失控突出条件出发，分析了超前水力卸压防止散体煤和瓦斯突出作用原理，并通过检测水力卸压前后瓦斯涌出量变化、利用电磁辐射技术检测煤体破裂变形以及相关实际资料验证了该机理的正确性。结果表明，实施水力卸压防突措施时电磁辐射强度及脉冲数增大，有利于防止突出，其防突作用原理有3条：1）煤体增裂预释放瓦斯，增加切向应力和散体摩擦阻力，2）增加煤体位移，预降低高压侧径向有效地应力，减少散体突变运动径向应力差，3）注水湿润使散体间及相邻蝶岩体黏结，增大了散体摩擦阻力系数．     

Characteristics and dominant controlling factors of gas outburst in Huaibei coalfield and its countermeasures

In order to master the main characteristics and controlling factors of gas disasters in Huaibei coalfield, based on data analysis, experimental determination and theoretical research, we analyzed the geological evolution and gas parameters in Huaibei mining area. The results show that Huaibei coalfield is located in Xu-Su arcuate tectonic circle, and the coal seam and gas occurrence took on bipolar-distribution. The dominant controlling factors of gas outburst were tectonic structures, tectonic stress, magma intrusion and mining depth. The geological conditions of Huaibei coalfield were very complicated, and almost all the outburst accidents occurred in tectonic structure zones. The horizontal tectonic stress played a dominant role in outburst accident. The thermal evolution and trap effect of magma intrusion controlled the physical characteristics of coal, gas occurrence and outburst. With the increase of mining depth, the possibility of gas outburst accidents increased significantly. After carrying out several effective regional measurements, the gas control effect was obvious and could ensure safety and high efficiency mining in outburst coal seams.     

煤巷卸压带及其在煤和瓦斯突出危险性预测中的应用

本文应用岩体力学,弹塑性力学等有关知识,探讨了煤巷卸压带对煤和瓦斯突出的作用机理,建立了煤层界面的应力分布状态方程以及煤巷卸压带和地应力,瓦斯压力,煤强度之间的关系式,并分析了煤巷卸压带中煤体稳定性的条件。研究工作表明:煤巷卸压带中的瓦斯压力,煤体透气性值可以作为突出危险性预测指标和防突措施效果检验的敏感指标。最后,利用自行设计的泡沫封孔测压仪对现场进行了突出危险性预测和防突措施效果检验,得到了十分满意的结果。     

煤的电导率随地应力变化关系的研究

从理论上对煤的导电性及其影响因素进行分析,研究得出了煤的电导率随地应力变化的函数关系;在实验室利用专门研制的实验装置通过测定不同煤在承受不同的应力时的电导率值,得出了煤的电导率与地应力之间的变化关系.实验与理论研究的结果相吻合,从而为利用电磁波透视法预测煤层突出危险性技术的研究奠定了基础.     

煤的电导率随地应力变化关系的研究

从理论上对煤的导电性及其影响因素进行分析,研究得出了煤的电导率随地应力变化的函数关系;在实验室利用专门研制的实验装置通过测定不同煤在承受不同的应力时的电导率值,得出了煤的电导率与地应力之间的变化关系．实验与理论研究的结果相吻合,从而为利用电磁波透视法预测煤层突出危险性技术的研究奠定了基础．     

Comparing potentials for gas outburst in a Chinese anthracite and an Australian bituminous coal mine

Gas outbursts in underground mining occur under conditions of high gas desorption rate and gas content, combined with high stress regime, low coal strength and high Young’s modulus. This combination of gas and stress factors occurs more often in deep mining. Hence, as the depth of mining increases, the potential for outburst increases. This study proposes a conceptual model to evaluate outburst potential in terms of an outburst indicator. The model was used to evaluate the potential for gas outburst in two mines, by comparing numerical simulations of gas flow behavior under typical stress regimes in an Australian gassy mine extracting a medium-volatile bituminous coal, and a Chinese gassy coal mine in Qinshui Basin (Shanxi province) extracting anthracite coal. We coupled the stress simulation program (FLAC3D) with the gas simulation program (SIMED II) to compute the stress and gas pressure and gas content distribution following development of a roadway into the targeted coal seams. The data from gas content and stress distribution were then used to quantify the intensity of energy release in the event of an outburst.     

竖井工作面接近煤层时的应力分布及预防煤和瓦斯突出的方法

本文分析了竖井工作面接近煤层时的应力分布,提出了适合竖井应力分布特点的预防竖井煤和瓦斯突出的方法,本法经现场实际应用证明是可行的和有效的。